Номер 4, страница 439 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Физика, 10 класс Учебник, авторы: Грачев Александр Васильевич, Погожев Владимир Александрович, Салецкий Александр Михайлович, Боков Павел Юрьевич, издательство Просвещение, Москва, 2011, бирюзового цвета

Авторы: Грачев А. В., Погожев В. А., Салецкий А. М., Боков П. Ю.

Тип: Учебник

Серия: алгоритм успеха

Издательство: Просвещение

Год издания: 2011 - 2025

Уровень обучения: базовый и углублённый

Цвет обложки: бирюзовый изображена солнечная система со всеми планетами

ISBN: 978-5-09-091742-1

Популярные ГДЗ в 10 классе

Задания к главе 4 «Законы сохранения в механике». Задания по проектной и исследовательской деятельности. Глава 10. Электростатика. Электродинамика - номер 4, страница 439.

№4 (с. 439)
Условие. №4 (с. 439)
скриншот условия
Физика, 10 класс Учебник, авторы: Грачев Александр Васильевич, Погожев Владимир Александрович, Салецкий Александр Михайлович, Боков Павел Юрьевич, издательство Просвещение, Москва, 2011, бирюзового цвета, страница 439, номер 4, Условие Физика, 10 класс Учебник, авторы: Грачев Александр Васильевич, Погожев Владимир Александрович, Салецкий Александр Михайлович, Боков Павел Юрьевич, издательство Просвещение, Москва, 2011, бирюзового цвета, страница 439, номер 4, Условие (продолжение 2)

4. Оцените работу, которую вы совершаете, поднимаясь равномерно по лестнице на один этаж. Измерьте время, за которое вы совершите эту работу, если будете двигаться медленно, быстрее и максимально быстро. В каждом из случаев: а) рассчитайте вашу среднюю мощность, выразите её в лошадиных силах; б) используя рассчитанное значение мощности, определите среднюю работу при подъёме на одну и на десять ступенек. Сравните ваши результаты с результатами других учащихся.

Решение. №4 (с. 439)

Это задача-эксперимент, для решения которой необходимо провести измерения. Поскольку у нас нет возможности их провести, мы воспользуемся примерными, реалистичными данными для демонстрации расчетов.

Дано

Масса человека (учащегося): $m = 60$ кг

Высота одного этажа: $h = 3$ м

Высота одной ступеньки: $h_1 = 0.15$ м

Количество ступенек на этаж: $n = h / h_1 = 3 / 0.15 = 20$ ступенек

Время подъема (медленно): $t_1 = 20$ с

Время подъема (быстрее): $t_2 = 10$ с

Время подъема (максимально быстро): $t_3 = 5$ с

Ускорение свободного падения: $g \approx 9.8$ м/с²

Соотношение Ватт и лошадиных сил: $1$ л.с. $\approx 735.5$ Вт

Найти:

а) Среднюю мощность $N_1, N_2, N_3$ в Вт и л.с. для каждого случая;

б) Среднюю работу при подъёме на одну ступеньку $A_1$ и на десять ступенек $A_{10}$.

Решение

Сначала оценим общую работу, которую необходимо совершить для подъёма на один этаж. Работа против силы тяжести вычисляется по формуле:

$A = mgh$

Подставим наши значения:

$A = 60 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 \cdot 3 \, \text{м} = 1764 \, \text{Дж}$

Эта работа является постоянной величиной для всех трех случаев, так как масса человека и высота подъёма не меняются.

а) Рассчитаем среднюю мощность для каждого случая. Мощность — это работа, совершённая в единицу времени, и вычисляется по формуле $N = A/t$.

Случай 1: Медленный подъем ($t_1 = 20$ с)

Мощность в Ваттах: $N_1 = A / t_1 = 1764 \, \text{Дж} / 20 \, \text{с} = 88.2 \, \text{Вт}$

Мощность в лошадиных силах: $N_{1, \text{л.с.}} = 88.2 \, \text{Вт} / 735.5 \, \text{Вт/л.с.} \approx 0.12 \, \text{л.с.}$

Случай 2: Быстрый подъем ($t_2 = 10$ с)

Мощность в Ваттах: $N_2 = A / t_2 = 1764 \, \text{Дж} / 10 \, \text{с} = 176.4 \, \text{Вт}$

Мощность в лошадиных силах: $N_{2, \text{л.с.}} = 176.4 \, \text{Вт} / 735.5 \, \text{Вт/л.с.} \approx 0.24 \, \text{л.с.}$

Случай 3: Максимально быстрый подъем ($t_3 = 5$ с)

Мощность в Ваттах: $N_3 = A / t_3 = 1764 \, \text{Дж} / 5 \, \text{с} = 352.8 \, \text{Вт}$

Мощность в лошадиных силах: $N_{3, \text{л.с.}} = 352.8 \, \text{Вт} / 735.5 \, \text{Вт/л.с.} \approx 0.48 \, \text{л.с.}$

Как мы видим, чем меньше время подъема, тем большую мощность развивает человек.

Ответ: При медленном подъеме мощность составляет $88.2$ Вт ($0.12$ л.с.), при быстром – $176.4$ Вт ($0.24$ л.с.), при максимально быстром – $352.8$ Вт ($0.48$ л.с.).

б) Определим среднюю работу при подъёме на одну и на десять ступенек. Работа зависит только от массы и высоты подъёма, поэтому она не будет зависеть от скорости движения. Задание предлагает использовать рассчитанную мощность, но это избыточно, так как работа по определению $A=mgh$.

Работа при подъёме на одну ступеньку высотой $h_1 = 0.15$ м:

$A_1 = mgh_1 = 60 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 \cdot 0.15 \, \text{м} = 88.2 \, \text{Дж}$

Работа при подъёме на десять ступенек высотой $10 \cdot h_1 = 1.5$ м:

$A_{10} = mg(10 \cdot h_1) = 60 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 \cdot (10 \cdot 0.15 \, \text{м}) = 882 \, \text{Дж}$

Эти значения работы будут одинаковы для всех трех скоростей подъема.

Ответ: Средняя работа при подъёме на одну ступеньку составляет $88.2$ Дж, а на десять ступенек – $882$ Дж.

Сравнение результатов с другими учащимися показало бы, что совершаемая работа прямо пропорциональна массе учащегося. Мощность же зависит как от массы, так и от скорости подъёма: чем быстрее поднимается учащийся и чем больше его масса, тем большую мощность он развивает.

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться

Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения номер 4 расположенного на странице 439 к учебнику серии алгоритм успеха 2011 года издания для учащихся школ и гимназий.

Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №4 (с. 439), авторов: Грачев (Александр Васильевич), Погожев (Владимир Александрович), Салецкий (Александр Михайлович), Боков (Павел Юрьевич), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.