Задание 1, страница 219 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

Лабораторная работа № 10

Определение КПД наклонной плоскости

Цель работы: показать, что полезная работа, совершаемая при равномерном поднятии тела на высоту $\text{h}$ по вертикали, меньше полной работы, совершаемой при поднятии этого же тела на ту же высоту по наклонной плоскости.

Приборы и материалы: доска, динамометр, измерительная лента или линейка, деревянный брусок, штатив с муфтой и лапкой.

Задание 1. Определение работы, совершаемой при равномерном подъеме тела на высоту $\text{h}$ по вертикали.

Ход работы

Чтобы равномерно поднять тело вертикально вверх на высоту $\text{h}$, сила $F_1$ совершает работу $A_1$:

$A_1 = F_1 h.$

Сила $F_1$, равномерно поднимающая тело вертикально вверх, равна силе тяжести: $F_1 = mg$. Ее необходимо измерить с помощью динамометра:

1) выберите высоту $\text{h}$, на которую нужно поднять брусок;

2) измерьте динамометром силу тяжести бруска;

3) вычислите работу, совершаемую при равномерном подъеме бруска на высоту $\text{h}$ по вертикали.

Задание 1. Определение работы, совершаемой при равномерном подъеме тела на высоту h по вертикали.

Для решения данной задачи необходимо следовать ходу работы, описанному в инструкции. Поскольку конкретные числовые данные в задании отсутствуют, мы проведем виртуальный эксперимент, выбрав для этого реалистичные значения измеряемых величин.

Следуем пунктам из "Хода работы":

1) Выберем высоту h, на которую нужно поднять брусок. Пусть эта высота составляет 20 см.

2) Измерим динамометром силу тяжести бруска. При равномерном подъеме тела вертикально вверх, прикладываемая сила $F_1$ равна силе тяжести $mg$. Предположим, что измерение динамометром показало значение 1,5 Н. Следовательно, $F_1 = 1,5 \text{ Н}$.

3) Вычислим работу, совершаемую при равномерном подъеме бруска на выбранную высоту h по вертикали. Эта работа в контексте определения КПД наклонной плоскости будет являться полезной работой ($A_п$ или в данном задании $A_1$).

Дано:

Сила для подъема бруска, $F_1 = 1,5 \text{ Н}$

Высота подъема, $h = 20 \text{ см}$

Перевод в систему СИ:

$h = 20 \text{ см} = 0,2 \text{ м}$

Найти:

Работу $A_1$.

Решение:

Согласно определению, работа, совершаемая постоянной силой, равна произведению модуля силы на модуль перемещения, совершенного в направлении действия силы. В данном случае, работа $A_1$ при подъеме тела на высоту $h$ вычисляется по формуле, приведенной в условии:

$A_1 = F_1 \cdot h$

Подставим в формулу значения из раздела "Дано", выраженные в единицах СИ:

$A_1 = 1,5 \text{ Н} \cdot 0,2 \text{ м} = 0,3 \text{ Дж}$

Ответ: работа, совершаемая при равномерном подъеме бруска на высоту 20 см по вертикали, равна 0,3 Дж.