Zadanie 1

Dane:

 

 

 

W sieci domowej mamy napięcie:

 

Moc prądu elektrycznego wydzieloną na obwodzie lub urządzeniu obliczamy korzystając ze wzoru:

 

gdzie  jest napięciem do jakiego podłączony jest obwód lub urządzenie,  jest natężeniem prądu. Z tego wynika, że:

 

 

 

W instalacji samochodowej mamy napięcie:

 

Zatem:

 


Zadanie 2

Dane:

 

 

Szukane:

 

Rozwiązanie: 

Moc prądu elektrycznego wydzieloną na obwodzie lub urządzeniu obliczamy korzystając ze wzoru:

 

gdzie  jest napięciem do jakiego podłączony jest obwód lub urządzenie,  jest natężeniem prądu. Z tego wynika, że natężenie prądu zasilającego czajnik elektryczny będzie miało postać:

 

 

Podstawiamy dane liczbowe do wzoru:

 

Odpowiedź: Natężenie prądu zasilającego czajnik wynosi około 7,8 A.


Zadanie 3

Dane:

 

 

 

Szukane:

 

Rozwiązanie: 

Energię pobieraną przez urządzenie obliczamy korzystając ze wzoru:

 

gdzie  jest napięciem na urządzeniu,  jest natężeniem prądu przez nie przepływającego,  jest czasem działania urządzenia. 

Wiemy również, że natężenie prądu elektrycznego obliczamy korzystając ze wzoru:

 

gdzie  jest ładunkiem, jaki przepłynął przez obwód w czasie . Zatem:

 

 

 

Podstawiamy dane liczbowe do wzoru:

 

 

 

Odpowiedź: Na baterii zgromadziła się energia 432 kJ.


Zadanie 4

 Uzasadnienie: 

Wiemy, że obie żarówki mają taką samą moc. Dlatego dla każdej z nich możemy zapisać, że:

 

gdzie  jest napięciem na żarówce A podłączonej do sieci domowej,  jest natężeniem prądu płynącego przez żarówkę A,  jest napięciem na żarówce B z instalacji oświetlenia sufitowego,  jest natężeniem prądu płynącego przez żarówkę B. Wiemy, że:

 

Ponieważ napięcie i natężenie przyjmuje dodatnie wartości to możemy bez konsekwencji zmiany znaków > i < przez nie dzielić i mnożyć. Ze wzoru na moc wynika, że:

 

 

 

Zatem:

 

 

 

 

Zatem przez żarówkę B płynie prąd o większym natężeniu, czyli trzeba ją połączyć z grubszym przewodem.

 Odpowiedź: 

[...] to przez żarówkę A płynie prąd o  mniejszym  natężeniu. Dlatego żarówkę A należy podłączyć za pomocą cieńszego przewodu.


Zadanie 5

Dane:

 

 

 

 

Przyjmujemy, że wartość przyspieszenia ziemskiego wynosi:

 

Szukane:

 

Rozwiązanie: 

Energię potencjalną worka cementu na wysokości, na którą był wciągany obliczamy korzystając ze wzoru:

 

gdzie  jest masą,  jest wartością przyspieszenia ziemskiego,  jest wysokością, na jaką wciągano ciało.

Energię pobieraną przez wciągarkę w czasie podnoszenia obliczamy korzystając ze wzoru:

 

gdzie  jest napięciem na urządzeniu,  jest natężeniem prądu przez nie przepływającego,  jest czasem działania urządzenia.

Wciągarka pobierze tyle energii ile potrzebuje na zamianę jej na energię potencjalną, czyli możemy porównać wzory na energie i wyznaczyć czas pracy urządzenia:

 

 

 

Podstawiamy dane liczbowe do wzoru:

 

 

Odpowiedź: Wciągnięcie worka cementu zajmie około 42 sekundy.