Номер 646, страница 88 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Работа и мощность. Энергия. Мощность - номер 646, страница 88.

Условие.

► 646. С помощью секундомера, зная свою массу, определите развиваемую вами мощность при подъёме на высоту 4-го этажа.

Решение.

Эта задача является практической, и для её решения необходимо провести реальные измерения. Ниже представлен примерный расчёт с использованием правдоподобных данных, которые вы должны заменить на свои собственные, полученные в ходе эксперимента.

Дано:

Для выполнения расчёта примем следующие значения:
Масса человека: $m = 60 \text{ кг}$
Высота подъёма: подъём осуществляется с первого на четвёртый этаж, то есть на 3 этажа. Средняя высота одного этажа в жилом доме составляет около $h_1 = 3 \text{ м}$. Таким образом, общая высота подъёма: $h = 3 \cdot h_1 = 3 \cdot 3 \text{ м} = 9 \text{ м}$.
Время подъёма (измеренное секундомером): $t = 25 \text{ с}$
Ускорение свободного падения: $g \approx 10 \text{ Н/кг}$ (или $10 \text{ м/с}^2$)

Найти:

Мощность, развиваемую человеком, $\text{N}$.

Решение:

Мощность — это физическая величина, которая показывает, какая работа совершается за единицу времени. Она вычисляется по формуле: $N = \frac{A}{t}$

Работа $\text{A}$, совершаемая человеком при подъёме, направлена на преодоление силы тяжести и равна изменению его потенциальной энергии: $A = mgh$ где $\text{m}$ — масса человека, $\text{g}$ — ускорение свободного падения, $\text{h}$ — высота подъёма.

Объединив две формулы, получаем расчётную формулу для мощности: $N = \frac{mgh}{t}$

Теперь подставим в эту формулу наши примерные данные и вычислим мощность: $N = \frac{60 \text{ кг} \cdot 10 \text{ Н/кг} \cdot 9 \text{ м}}{25 \text{ с}} = \frac{5400 \text{ Дж}}{25 \text{ с}} = 216 \text{ Вт}$

Для получения точного результата вам необходимо использовать свою массу тела, а также самостоятельно измерить высоту, на которую вы поднимаетесь (например, измерив высоту одной ступеньки и умножив на их общее количество), и время подъёма с помощью секундомера.

Ответ: развиваемая мощность при подъёме на 4-й этаж при указанных в примере условиях составляет 216 Вт.