仕事の問題で分からないのがあるので教えてください。

質問

１分間に6×10^2kgの水を高さ１０ｍのところまでもち上げるエンジン式ポンプがあります。重力加速度の大きさを9.8m/s^2とします。

(1)ポンプが１分間に行う仕事は何Jか。有効数字２桁で答えてください。
(2)ポンプの仕事率は何Wですか。有効数字２桁で答えてください。

このポンプでは、燃料を1kg燃焼させたときに4.2×10^7Jの熱量が発生し、その40％が水をもち上げる仕事に変えられているものとします。

(3)ポンプを１０時間運転させるために必要な燃料は何kgですか。有効数字２桁で答えてください。

回答No.1

gohtraw · ベストアンサー

単位は適宜合わせて下さいね。

（１）
１分間に６００ｋｇの水を１０ｍまで持ち上げるのだから、水の位置エネルギーの増加分がポンプのした仕事になります。
位置エネルギーですからｍｇｈで求められますね。

（２）
仕事率というのは仕事を時間で割ったものですから、
（１）の仕事量÷（１）の仕事をするのに要した時間
が仕事率になります。

（３）
（１）の仕事を６００倍（１０時間は６００分なので）すると、ポンプが１０時間でする仕事になります。それを０．４（４０％）で割ってやると必要な燃焼熱が出ます。さらにそれを４．２＊１０＾７（Ｊ）で割ってやると必要な燃料の量が出ます。