Вариант 9, страница 88 - гдз по физике 7 класс дидактические материалы Марон, Марон

Самостоятельные работы. СР-9. Механическая работа. Мощность - страница 88.

Условие.

Вариант 9

1. Совершает ли лошадь работу, когда она увеличивает скорость движения телеги?

2. Электровоз, развивая усилие 239 кН, движется с постоянной скоростью 36 $ \frac{\text{км}}{\text{ч}} $. Определите развиваемую при этом мощность.

Решение.

1. Совершает ли лошадь работу, когда она увеличивает скорость движения телеги?

Да, лошадь совершает работу. Механическая работа определяется как действие силы, приводящее к перемещению тела. Формула для работы: $A = F \cdot s \cdot \cos(\alpha)$, где $\text{F}$ — это приложенная сила, $\text{s}$ — перемещение, а $\alpha$ — угол между вектором силы и вектором перемещения.

В данном случае лошадь прикладывает к телеге силу тяги, и под действием этой силы телега перемещается. Поскольку направление силы тяги совпадает с направлением движения, работа, совершаемая лошадью, положительна.

Увеличение скорости телеги означает увеличение ее кинетической энергии ($E_k = \frac{mv^2}{2}$). Согласно теореме о кинетической энергии, работа равнодействующей всех сил, приложенных к телу, равна изменению его кинетической энергии. Так как скорость растет, изменение кинетической энергии положительно. Это значит, что работа силы тяги лошади превышает работу сил сопротивления (трения, сопротивления воздуха), и эта избыточная работа идет на увеличение кинетической энергии телеги. Таким образом, лошадь определенно совершает работу.

Ответ: Да, совершает.

2. Электровоз, развивая усилие 239 кН, движется с постоянной скоростью 36 км/ч. Определите развиваемую при этом мощность.

Дано:

Сила тяги, $F = 239 \text{ кН}$
Скорость, $v = 36 \frac{\text{км}}{\text{ч}}$

Перевод в систему СИ:
$F = 239 \text{ кН} = 239 \cdot 10^3 \text{ Н} = 239000 \text{ Н}$
$v = 36 \frac{\text{км}}{\text{ч}} = 36 \cdot \frac{1000 \text{ м}}{3600 \text{ с}} = 10 \frac{\text{м}}{\text{с}}$

Найти:

Мощность, $\text{N}$

Найти:

Мощность ($\text{N}$) — это физическая величина, равная отношению работы, совершаемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку. При движении с постоянной скоростью мощность можно найти как произведение силы тяги ($\text{F}$) на скорость движения ($\text{v}$), если направления силы и скорости совпадают.

Используем формулу для мощности:$N = F \cdot v$

Подставим числовые значения в единицах СИ:$N = 239000 \text{ Н} \cdot 10 \frac{\text{м}}{\text{с}} = 2390000 \text{ Вт}$

Полученное значение можно для удобства перевести в мегаватты (МВт):$2390000 \text{ Вт} = 2,39 \text{ МВт}$

Ответ: $2390000 \text{ Вт}$ или $2,39 \text{ МВт}$.