Задача: Водяная мельница, работающая на реке, поднимает воду на высоту 5 метров. Если в мельнице за одну минуту поднимается 1000 литров воды, сколько энергии затрачивается на это?

Решение:

1. Определим массу воды.
   • Объем воды, поднимаемой мельницей за одну минуту, составляет 1000 литров.
   • Поскольку 1 литр воды имеет массу примерно 1 килограмм, то масса 1000 литров воды равна 1000 килограмм.
2. Определим высоту подъема воды.
   • Высота, на которую поднимается вода, составляет 5 метров.
3. Используем формулу для вычисления потенциальной энергии.
   • Потенциальная энергия (E) рассчитывается по формуле: E = m * g * h, где:
   • m - масса воды (в килограммах),
   • g - ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²),
   • h - высота подъема (в метрах).
4. Подставим известные значения в формулу.
   • m = 1000 кг,
   • g = 9.81 м/с²,
   • h = 5 м.
   • Таким образом, E = 1000 кг * 9.81 м/с² * 5 м.
5. Выполним вычисления.
   • E = 1000 * 9.81 * 5 = 49050 Дж.
6. Ответ: Таким образом, на подъем 1000 литров воды на высоту 5 метров затрачивается 49050 Дж (джоулей) энергии.

Эта задача демонстрирует, как преобразуется механическая энергия в потенциальную при подъеме воды, и позволяет понять принципы работы водяных мельниц.