2018-10-20
Оцените количество электроэнергии в киловатт-часах, которую должен использовать подъемный кран, чтобы построить кирпичный пятиэтажный дом.
Решение:
Считаем, что высота одного этажа 3 м. Тогда стандартный объём пятиэтажного дома:
$V = 100 м \times 10 м \times 15 м = 1,5 \times 10^{4} м^{3}$.
Объём стен в стандартной комнате $5 \times 3 м^{2}$:
$V_{стен} = 3 м \times \left (3 м \times 0,4 м + 13 м \times 0,1 м \times \frac{1}{2} \right ) \approx 6 м^{3}$.
тогда отношение объёма стен к объёму всего дома:
$\frac{6 м^{3} }{3 \times 3 \times 5 м^{3} } = \frac{2}{15}$.
Плотность кирпича примерно равна $3000 кг/м^{3}$. Тогда масса всех стен дома равна:
$M_{стен} = 3000 \times 1,5 \times 10^{4} \times \frac{2}{15} = 5 \times 10^{6} кг$
Высота центра масс дома 7,5 м, тогда потенциальная энергия подъёма его массы на эту высоту:
$U = 6 \times 10^{6} \times 10 \times 7,5 = 4,5 \times 10^{8} Дж$
Учитывая, что $1 кВт-час = 3600 \times 1000 Дж$,
получим ответ: $U \approx 125 кВт-час$.