_francesca.ricci
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Il cavallo-vapore, introdotto da James Watt, è un'unità di misura della potenza che non fa parte del sistema internazionale, e vale
[math]7,452 \cdot 10^2 W[/math]
. Un motore sviluppa una potenza di
[math]30[/math]
cavalli-vapore mentre solleva un carico di
[math]2,0 \cdot 10^3 kg[/math]
all'altezza di
[math]15 m[/math]
.

Quanto tempo impiega?

Svolgimento

Sappiamo che sul carico che viene sollevato agisce una forza peso, che si oppone alla forza esercitata dal motore.
Calcoliamo la forza peso:

[math] F_P = m \cdot g = 2,0 \cdot 10^3 kg \cdot 9,8 m/s^2 = 19,6 \cdot 10^3 N [/math]

Possiamo calcolare il lavoro svolto dal motore, sapendo che esso solleva il carico per un'altezza pari a

[math]15[/math]
metri:

[math] L = F_P \cdot h = 19,6 \cdot 10^3 N \cdot 15 m = 294 \cdot 10^3 J [/math]

Calcoliamo ora la potenza del motore, sapendo che è una potenza di

[math]30[/math]
cavalli-vapore e che un cavallo-vapore vale
[math]7,452 \cdot 10^2 W[/math]
:

[math] P = 30 \cdot 7,452 \cdot 10^2 W = 223,56 \cdot 10^2 W [/math]

A questo punto, possiamo ricavare il tempo impiegato dalla macchina mediante la formula

[math] P = frac(L)(∆t) \to ∆t = L/P[/math]

[math] ∆t = frac(294 \cdot 10^3 J)(223,56 \cdot 10^2 W) = 1,32 \cdot 10 s = 13,2 s [/math]