Номер 3, страница 86 - гдз по физике 7 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

VIII. Работа, мощность, энергия. Считаем и сравниваем - номер 3, страница 86.

Условие.

3. Кто развивает большую мощность: спринтер или марафонец? Кто из них совершает большую работу?

Решение.

Решение

Для ответа на этот вопрос необходимо рассмотреть определения физических величин "мощность" и "работа" и применить их к условиям бега спринтера и марафонца.

Кто развивает большую мощность: спринтер или марафонец?

Мощность ($\text{N}$) — это скорость совершения работы. Она показывает, какая работа ($\text{A}$) совершается за единицу времени ($\text{t}$). Мощность можно рассчитать по формуле $N = \frac{A}{t}$. Также мощность связана со скоростью ($\text{v}$) и силой ($\text{F}$) формулой $N = F \cdot v$.

Спринтер пробегает короткую дистанцию с максимально возможной скоростью. Для этого ему необходимо за очень короткое время развить огромную силу, чтобы быстро набрать скорость и поддерживать её. Это означает, что он совершает значительную работу за очень малый промежуток времени. И сила, и скорость спринтера очень велики, что приводит к высокому значению мощности.

Марафонец бежит очень длинную дистанцию. Его основная задача — равномерно распределить силы на всё время забега, которое длится несколько часов. Он поддерживает постоянную, но относительно невысокую скорость. В каждый момент времени он развивает меньшую силу и движется с меньшей скоростью, чем спринтер, поэтому его мгновенная мощность значительно ниже.

Таким образом, спринтер должен совершить свою работу за экстремально короткий срок, что требует развития очень большой мощности.

Ответ: большую мощность развивает спринтер.

Кто из них совершает большую работу?

Механическая работа ($\text{A}$) — это мера действия силы. Она зависит от приложенной силы ($\text{F}$) и пройденного пути ($\text{s}$) и рассчитывается по формуле $A = F \cdot s$. При беге работа совершается для преодоления сил сопротивления (воздуха, трения) и для сообщения кинетической энергии телу.

Спринтер бежит короткую дистанцию (100 м, 200 м).

Марафонец бежит очень длинную дистанцию (42 км 195 м).

Хотя сила, развиваемая спринтером в момент максимального ускорения, велика, он прикладывает её на очень коротком расстоянии. Марафонец же прикладывает пусть и меньшую среднюю силу, но на протяжении огромного расстояния, которое более чем в 400 раз превышает дистанцию спринтера. Поскольку работа прямо пропорциональна пройденному пути, общее количество энергии, затраченное марафонцем, и, следовательно, совершённая им работа, будет во много раз больше.

Ответ: большую работу совершает марафонец.