Решение задач на тему: работа, мощность, энергия.
Выполните в тетради следующие задания:
Запишите, что в этих формулах обозначают буквы, в скобочках укажите единицы измерения указанных величин в системе Си.
А -..............................(......) N -..............................(......) l -..............................(......)
F -..............................(......) t -..............................(......) M -..............................(......)
s -..............................(......) v -..............................(......) Ек -..............................(......)
Еп -..............................(......) m -..............................(......) η -..............................(......)
Ап -..............................(......) Аз-..............................(......)
1. Внимательно разберите пример решения задачи:
Задача: Вычислите мощность насоса, подающего ежесекундно 500 л керосина на высоту 30 м.
Дано:Си:Решение:
t = 1c 1) Вспомним формулу для вычисления мощности: 
V = 500 л 0,5 м3 Значит для того, чтобы найти мощность насоса, нам необходима знать работу
ρкеросина=800 кг/м3 (А), которая нам пока не известна, и время (t), которое есть в условии задачи.
h = 30 м 2) Поэтому следующим действием будет нахождение работы.
N =? А = F · s
Здесь F – сила, поднимающая керосин (фактически эта сила равна силе тяжести, действующей на керосин) (этой силы в условии задачи нет);
s – путь, на котором действует сила (в данной задаче это высота, на которую поднимают керосин с помощью насоса (h)) (высота есть в условии задачи)
3) Поэтому следующим действием будет нахождение силы тяжести керосина:
Fтяж = mg. Здесь m - масса керосина (в условии задачи нет); g = 10 Н/кг.
4)Поэтому следующим действием найдем массу: m = ρкеросина·V
Здесь ρкеросина – плотность керосина (табличное значение);
V – объем керосина (есть в условии задачи).
Вычисляем: m = ρкеросина·V = 800 кг/м3 · 0,5 м3 = 400 кг
|
|
5)Масса нам была нужна, чтобы найти силу тяжести. Находим:
Fтяж = mg = 400кг · 10Н/кг = 400Н
6) Сила тяжести нам была нужна для нахождения работы:
A = Fтяж·h = 400Н·30м = 12000 Дж
7) Работу мы искали, чтобы найти мощность (то, что требуется найти в задаче):
Ответ: N = 12кВт.
2. По образцу решите задачу: Вычислите объем воды, которую насос мощностью 5,2Вт в течение минуты поднимает на высоту 24м?
3. Внимательно разберите пример решения задачи:
Задача: Высота наклонной плоскости 1 м, а длина 15 м. Для подъема по ней груза весом 50 Н потребовалась сила 1Н. Определите КПД этой наклонной плоскости.
Дано:Си:Решение:
h= 1 м 1) Вспомним формулу для вычисления КПД:
l = 15 м 
P = 50Н Здесь Ап – полезная работа (работа, которую нужно совершить, чтобы поднять
F = 10Н груз на высоту h);
η =? Аз – затраченная работа (работа, которую мы совершаем при поднятии
груза с помощью наклонной плоскости; фактически это работа по
перемещению груза на расстояние l верх по наклонной плоскости под
действием силы F).
2) Вспомним формулу для вычисления работы по поднятию тела на высоту h:
Ап = P·h = 50Н·1м = 50 Дж
3) Вспомним формулу для вычисления работы по перемещению тела на расстояние l:
Aз = F·l = 10Н·15м = 150Дж
4) Найдем КПД:
Ответ: η = 33%.
4. По образцу решите задачу: Определите высоту наклонной плоскости длиной 12м, если для подъема по ней груза весом 2000Н потребовалась сила 250Н. КПД наклонной плоскости 80%.
5. Внимательно разберите пример решения задачи:
Задача: Самолет массой 90т летит на высоте 100 км со скоростью 600 км/ч. Определите его потенциальную, кинетическую и полную механическую энергию?
|
|
Дано:Си:Решение:
m = 90 т 90000 кг 1)Вспомним формулу для нахождения потенциальной энергии:
h = 100 км 100000м 
g = 10 Н/кг 2) Вспомним формулу для нахождения кинетической энергии
v = 600км/ч 167м/с 
Еп =? 3) Полная механическая энергия складывается из потенциальной и
Ек =? кинетической энергии самолета:
Е =? Е = Еп + Ек = 90000МДж + 1255МДж =91255 МДж
Ответ: Еп =90000 МДж; Ек = 1255 МДж; Е = 91255 МДж.
6. По образцу решите задачу: Ворона массой 800г летит на высоте 10 м со скоростью 54 км/ч. Определите ее потенциальную, кинетическую и полную механическую энергию.