太阳能是一种无污染的能源,开发和利用前景广阔。从有关资料获悉,地球表面在晴天时,垂直于阳光的表面接收到的热辐射为1.2×103J/(m2·s)。有一台太阳能热水器,可将接收到的热辐射的40%用来升高水温,如果该热水器接受阳光垂直照射的有效面积是始终是2.1m2,晴天晒1h,其水箱中50kg水的温度能升高多少摄氏度?
学校进行实验室仪器升级工程,买了30套总质量为300 kg的物理实验器材,每套器材一箱。某实验员需要把这批实验器材搬运到7 m高的物理实验室。
(1)实验员至少需要做多少功?(不考虑他克服自身重力所做的功,取=10N/kg)
(2)如上图所示,假设他身体可以提供的功率P取决于所搬运物体的质量m。若要尽可能快地把这批器材搬上去,那么他每次搬运的实验器材箱数N应为多少?
(3)不考虑搬起、放下实验器材和下楼的时间,求他搬运这批实验器材的最短时间是多少秒?。