Номер 7, страница 108 - гдз по физике 7 класс тесты Чеботарева

Глава 4. Работа и мощность. Энергия. «Золотое правило» механики - номер 7, страница 108.

Решение.

Дано:

Длина настила $l = 5 \text{ м}$
Высота подъема $h = 2 \text{ м}$
Совершенная работа $A = 500 \text{ Дж}$

Все данные представлены в системе СИ.

Найти:

Вес груза $P - ?$
Сила $F - ?$

Решение:

Какая потребовалась для этого сила?

Совершенная работа $\text{A}$ связана с силой $\text{F}$, приложенной для перемещения груза, и расстоянием $\text{l}$ (длиной настила), на которое груз был перемещен, следующей формулой:

$A = F \cdot l$

Из этой формулы выразим и найдем силу $\text{F}$, которая потребовалась для подъема груза по настилу:

$F = \frac{A}{l}$

Подставим числовые значения:

$F = \frac{500 \text{ Дж}}{5 \text{ м}} = 100 \text{ Н}$

Ответ: Потребовалась сила $F = 100 \text{ Н}$.

Какого веса груз был поднят?

Совершенная работа $\text{A}$ является полной работой. Она расходуется на совершение полезной работы $A_{полезн}$ (подъем груза на высоту $\text{h}$) и на преодоление силы трения $A_{тр}$ (если она есть).

$A = A_{полезн} + A_{тр}$

Полезная работа вычисляется как произведение веса груза $\text{P}$ на высоту подъема $\text{h}$:

$A_{полезн} = P \cdot h$

Поскольку работа против силы трения не может быть отрицательной ($A_{тр} \ge 0$), то полезная работа не может быть больше полной работы ($A_{полезн} \le A$).

Чтобы найти точное значение веса, необходимо сделать предположение об отсутствмм трения. В таком идеальном случае вся совершенная работа идет на подъем груза, то есть полная работа равна полезной:

$A = A_{полезн}$

Тогда мы можем записать:

$A = P \cdot h$

Выразим из этой формулы вес груза $\text{P}$:

$P = \frac{A}{h}$

Подставим числовые значения:

$P = \frac{500 \text{ Дж}}{2 \text{ м}} = 250 \text{ Н}$

Полученные значения ($P = 250 \text{ Н}$ и $F = 100 \text{ Н}$) соответствуют первому варианту ответа.

Ответ: Был поднят груз весом $P = 250 \text{ Н}$.