A vízimalom lapátkerekeire 3 m magasságból percenként 1000 N súlyú víz esik. Eközben a malomkerék 1200 J munkát végez. Számítsd ki a vízimalom hatásfokát! Mi a megoldás?

Mennyi munkát végez a lezúduló víz?

W(víz) = F*s = 1000 N * 3 m = 3000 N*m = 3000 J (feltesszük, hogy a víz függőlegesen lefelé esik, és a támadáspontban azonos irányba mozdítja el a kereket, magyarán az elmozdulás vektora és az erőhatás vektora egybeesik, így bezárt szögük 0°)

Mivel ezt percenként = 60 másodpercenként produkálja, ezért a teljesítményhez ezt el kell osztanunk 60 s-mal;

P(víz) = 3000 J / 60 s = 50 J/s = 50 Watt

Ugyanez igaz a malomkerék teljesítményére is :

P(malomkerék) = 1200 J / 60 s = 20 Watt

Ennek a kettőnek a hányadosa adja meg a malomkerék hatásfokát:

P(malomkerék)/P(víz) = 20 Watt / 50 Watt = 0,4 = 40%

Érdemes észrevenni, hogy ugyanezt a munkából is megkaptuk volna:

W(malomkerék)/W(víz) = 1200 J / 3000 J = 0,4 = 40%, ez viszont azért van, mert a teljesítményhez mindkettő 60 s-mal lett elosztva, így értelmeszerűen a hányadosuk is ugyanaz lesz, viszont általában nincs ilyen szerencsénk, ezért kell a teljesítményt kiszámolni, és abból a hatásfokot.