а) Какая работа выполняется электрическим током в обмотке электродвигателя за 40 секунд, если напряжение составляет

а) В данной задаче нам необходимо найти работу, выполняемую электрическим током в обмотке электродвигателя. Работа (W) определяется как произведение напряжения (U) на силу тока (I) и время (t), в течение которого выполняется работа:

\[W = U \cdot I \cdot t\]

Подставляя известные значения, получаем:

\[W = 380 \, \text{В} \cdot 20 \, \text{А} \cdot 40 \, \text{с} = 304000 \, \text{Дж}\]

Таким образом, работа, выполняемая электрическим током в обмотке электродвигателя за 40 секунд, составляет 304000 Дж.

б) Для определения высоты, на которую может подняться бетонный шар, нам необходимо использовать принцип сохранения энергии. Работа (W), которую может совершить установка, определяется как произведение силы тяжести (F) на высоту подъема (h):

\[W = F \cdot h\]

Зная, что масса шара (m) равна 1 тонне (тонна = 1000 кг), ускорение свободного падения (g) равно примерно 9,8 м/с^2 и КПД установки (η) равен 0,6, мы можем рассчитать работу:

\[W = m \cdot g \cdot h\]

\[h = \frac{W}{m \cdot g}\]

\[h = \frac{W}{1000 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2}\]

\[h = \frac{W}{9800} \, \text{м}\]

Теперь мы должны найти работу, выполняемую установкой за 40 секунд. Для этого мы умножим это время на мощность (P) установки:

\[W = P \cdot t\]

Так как КПД установки (η) равен отношению полезной мощности (Pп) к полной мощности (Pполн), мы можем рассчитать полезную мощность:

\[Pп = η \cdot Pполн\]

Теперь мы можем выразить работу через полезную мощность:

\[W = Pп \cdot t = (η \cdot Pполн) \cdot t\]

Подставляя известные значения, получаем:

\[h = \frac{(η \cdot Pполн) \cdot t}{9800}\]

Теперь мы можем решить уравнение относительно высоты (h) и получить ответ.

в) Для определения изменения энергетических затрат на подъем груза из реки в воде, рассмотрим работу (W), которую нужно совершить, чтобы поднять груз. Работа (W) зависит от силы тяжести (F), расстояния подъема (h) и КПД установки (η):

\[W = F \cdot h\]

Сила тяжести (F) определяется как произведение массы груза (m) на ускорение свободного падения (g):

\[F = m \cdot g\]

Подставляя это значение в формулу работы, получаем:

\[W = m \cdot g \cdot h\]

Теперь рассмотрим, как изменятся энергетические затраты при изменении плотности воды (ρ). Затраты энергии при подъеме груза пропорциональны плотности воды, так как при бóльшей плотности нужно совершать больше работы для подъема груза. Если мы увеличим плотность воды, то энергетические затраты увеличатся, и наоборот.

Однако в данной задаче сказано, что мы можем пренебречь сопротивлением жидкости при движении груза, поэтому изменение плотности воды не будет влиять на энергетические затраты. Таким образом, ответ на данный вопрос - энергетические затраты не изменятся.