Номер 4, страница 24, часть 2 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 4. Механическая работа. Энергия. Закон сохранения механической энергии. Параграф 41. Решение задач на вычисление работы сил - номер 4, страница 24.

Условие.

4. Лифт равномерно поднимает шесть человек с первого этажа на седьмой. Чему равна работа силы, поднимающей лифт, если масса лифта с людьми равна 500 кг, а расстояние от 1 до 7 этажа равно 18 м?

Ответ: ______

Решение.

Дано:

$m = 500$ кг

$h = 18$ м

$v = const$

$g \approx 9.8$ Н/кг

Найти:

$\text{A}$ — ?

Решение:

Работа $\text{A}$, совершаемая силой $\text{F}$ при перемещении тела на расстояние $\text{h}$ в направлении действия силы, вычисляется по формуле:

$A = F \cdot h$

По условию задачи, лифт поднимается равномерно. Это означает, что его скорость постоянна, а ускорение равно нулю. Согласно второму закону Ньютона, равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна нулю, если тело движется равномерно и прямолинейно.

На лифт в вертикальном направлении действуют две силы: сила тяги $\text{F}$, направленная вверх, и сила тяжести $F_{тяж}$, направленная вниз. Так как движение равномерное, эти силы уравновешивают друг друга:

$F = F_{тяж}$

Силу тяжести можно рассчитать по формуле:

$F_{тяж} = m \cdot g$

где $\text{m}$ — масса лифта с людьми, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения.

Подставим числовые значения для вычисления силы тяжести:

$F_{тяж} = 500 \text{ кг} \cdot 9.8 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} = 4900 \text{ Н}$

Следовательно, сила, поднимающая лифт, $\text{F}$, также равна 4900 Н.

Теперь мы можем рассчитать работу, совершаемую этой силой, по перемещению лифта на высоту $h = 18$ м:

$A = 4900 \text{ Н} \cdot 18 \text{ м} = 88200 \text{ Дж}$

Результат можно представить в килоджоулях (кДж), учитывая, что $1 \text{ кДж} = 1000 \text{ Дж}$:

$A = \frac{88200}{1000} \text{ кДж} = 88.2 \text{ кДж}$

Ответ: работа силы, поднимающей лифт, равна 88200 Дж (или 88,2 кДж).