Номер 13, страница 58, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава V. Работа, мощность, энергия. Параграф 22. Механическая работа. Мощность - номер 13, страница 58.

Условие.

13. Найдите в Интернете нужные сведения и подготовьте сообщение о мощности различных домашних животных, пассажирских самолётов и космических кораблей.

Решение.

Мощность — это физическая величина, показывающая, какая работа совершается в единицу времени. В международной системе единиц (СИ) мощность измеряется в Ваттах (Вт). Часто используется и внесистемная единица — лошадиная сила (л.с.), при этом принято считать, что $\text{1}$ л.с. $\approx 735,5$ Вт. Ниже представлены сведения о мощности, развиваемой различными животными и техникой.

Мощность различных домашних животных

Мощность животных сильно зависит от их вида, размера и продолжительности работы. Приведены средние значения для длительной работы.

Человек: Средний человек при продолжительной физической нагрузке может развивать мощность около $75-100$ Вт. Профессиональные спортсмены (например, велогонщики) способны поддерживать мощность $400-500$ Вт в течение часа, а в пике (спринт) — до $2000$ Вт ($\text{2}$ кВт).

Лошадь: Рабочая лошадь, давшая название единице мощности, в среднем развивает около $700-800$ Вт, что приблизительно равно одной лошадиной силе. При кратковременных рывках мощность может достигать $\text{10}$ кВт.

Бык: Как тягловое животное, бык развивает мощность около $400-600$ Вт, что несколько уступает лошади.

Ответ: Средняя продолжительная мощность домашних животных варьируется от десятков до сотен Ватт, что в тысячи и миллионы раз меньше мощности современных транспортных средств.

Мощность пассажирских самолётов

Мощность реактивных двигателей самолёта зависит от создаваемой ими силы тяги $\text{F}$ и скорости полёта $\text{v}$, и вычисляется по формуле $P = F \cdot v$. Поэтому мощность не является постоянной величиной.

Cessna 172: Двигатель этого лёгкого одномоторного самолёта имеет мощность около $180$ л.с., что эквивалентно примерно $132$ кВт.

Boeing 737: Силовая установка одного из самых распространённых в мире пассажирских лайнеров на крейсерской скорости (около $850$ км/ч) развивает суммарную мощность порядка $50-60$ МВт (мегаватт).

Airbus A380: Четыре двигателя крупнейшего серийного авиалайнера на крейсерской скорости (около $900$ км/ч) способны развивать общую мощность, достигающую $320$ МВт.

Ответ: Мощность пассажирских самолётов составляет от сотен киловатт для лёгких винтовых моделей до сотен мегаватт для крупных реактивных авиалайнеров.

Мощность космических кораблей

Речь идёт о мощности двигателей ракет-носителей, которые выводят корабли на орбиту. Эта мощность огромна и, как у самолётов, меняется в зависимости от скорости ракеты. Максимальные значения достигаются не на старте, а в процессе разгона в атмосфере.

Ракета-носитель «Союз-ФГ»: Суммарная мощность двигателей этой знаменитой ракеты в полёте может достигать $1,2$ ГВт (гигаватта), или $1200$ МВт.

Ракета-носитель Saturn V: Легендарная ракета лунной программы «Аполлон». Мощность двигателей её первой ступени в конце работы, на пике скорости, превышала $\text{17}$ ГВт. Это сопоставимо с суммарной мощностью нескольких десятков крупных гидроэлектростанций.

Система Space Shuttle: Суммарная мощность двигателей самого корабля и двух твердотопливных ускорителей на активном участке полёта достигала $\text{15}$ ГВт.

Ответ: Мощность двигателей ракет-носителей измеряется гигаваттами ($\text{1}$ ГВт = $1 000 000 000$ Вт), что на два-три порядка (в сотни и тысячи раз) превосходит мощность самых крупных самолётов.