Практическое задание, страница 175 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

Расчет механической мощности, развиваемой при подъеме по лестнице до вашей квартиры.

1. Измерьте массу своего тела на бытовых весах и вычислите силу тяжести, действующую на вас.

2. Измерьте линейкой высоту одной ступеньки на вашей лестнице.

3. Подсчитайте количество ступеней по лестнице от первого этажа да вашей квартиры и вычислите высоту вашего подъема.

4. Рассчитайте механическую работу, которую вы совершаете, поднимаясь по лестнице на свой этаж.

5. Используя секундомер сотового телефона, определите время вашего подъема на свой этаж дома.

6. Рассчитайте механическую мощность, которую вы развиваете при подъеме.

Для выполнения расчетов примем следующие условные данные, которые в реальной ситуации необходимо измерить самостоятельно.

Дано:

Масса тела: $m = 75 \text{ кг}$

Высота одной ступеньки: $h_1 = 17 \text{ см}$

Количество ступеней до 4 этажа: $N = 54 \text{ шт.}$

Время подъема: $t = 45 \text{ с}$

Ускорение свободного падения: $g \approx 9.8 \text{ Н/кг}$

Перевод величин в систему СИ:

Высота одной ступеньки: $h_1 = 17 \text{ см} = 0.17 \text{ м}$

Найти:

1. Силу тяжести $F_т$

3. Высоту подъема $H$

4. Механическую работу $A$

6. Механическую мощность $P$

Решение:

1. Измерьте массу своего тела на бытовых весах и вычислите силу тяжести, действующую на вас.

Сила тяжести вычисляется по формуле $F_т = m \cdot g$, где $m$ - масса тела, а $g$ - ускорение свободного падения.

$F_т = 75 \text{ кг} \cdot 9.8 \text{ Н/кг} = 735 \text{ Н}$

Ответ: Сила тяжести, действующая на тело массой 75 кг, составляет 735 Н.

2. Измерьте линейкой высоту одной ступеньки на вашей лестнице.

Примем для расчета, что высота одной ступеньки составляет 17 см.

Ответ: $h_1 = 17 \text{ см} = 0.17 \text{ м}$.

3. Подсчитайте количество ступеней по лестнице от первого этажа да вашей квартиры и вычислите высоту вашего подъема.

Примем, что квартира находится на 4 этаже, и общее количество ступеней от входа до двери квартиры равно 54. Общая высота подъема $H$ равна произведению количества ступеней $N$ на высоту одной ступеньки $h_1$.

$H = N \cdot h_1 = 54 \cdot 0.17 \text{ м} = 9.18 \text{ м}$

Ответ: Высота подъема на 54 ступеньки составляет 9.18 м.

4. Рассчитайте механическую работу, которую вы совершаете, поднимаясь по лестнице на свой этаж.

Механическая работа при подъеме тела на высоту вычисляется по формуле $A = F_т \cdot H$, где $F_т$ - сила тяжести, а $H$ - высота подъема.

$A = 735 \text{ Н} \cdot 9.18 \text{ м} \approx 6747.3 \text{ Дж}$

Ответ: Механическая работа, совершаемая при подъеме, равна 6747.3 Дж.

5. Используя секундомер сотового телефона, определите время вашего подъема на свой этаж дома.

Примем для расчета, что время подъема составило 45 секунд.

Ответ: $t = 45 \text{ с}$.

6. Рассчитайте механическую мощность, которую вы развиваете при подъеме.

Механическая мощность $P$ - это отношение совершенной работы $A$ ко времени $t$, за которое эта работа была совершена. Формула: $P = \frac{A}{t}$.

$P = \frac{6747.3 \text{ Дж}}{45 \text{ с}} \approx 149.94 \text{ Вт}$

Ответ: Механическая мощность, развиваемая при подъеме, составляет примерно 149.94 Вт.