Познай себя, страница 167 - гдз по физике 7 класс учебник Кронгарт, Даданбеков

Познай себя

1. Рассчитайте работу, совершаемую вами при ходьбе из дома в школу и обратно, если при каждом шаге совершается в среднем работа 20 Дж.

2. Определите работу, совершаемую вами при подъеме по лестнице между соседними этажами. Расстояние между этажами определите с помощью отвеса с метровыми метками, а массу своего тела — с помощью напольных весов.

3. Определите работу и мощность, развиваемую вами при подъеме по вертикальному шесту или канату, при подтягивании на перекладине. Для определения работы и мощности воспользуйтесь сантиметровой лентой и отвесом с метровыми делениями, часами с секундной стрелкой.

1. Рассчитайте работу, совершаемую вами при ходьбе из дома в школу и обратно, если при каждом шаге совершается в среднем работа 20 Дж.

Для решения этой задачи необходимо знать общее количество шагов, которое вы совершаете по пути из дома в школу и обратно. Это индивидуальный параметр, который можно измерить с помощью шагомера или просто посчитать. Работа будет равна произведению количества шагов на работу, совершаемую за один шаг.

Формула для расчета: $A_{общ} = N_{общ} \cdot A_{шаг}$

Проведем примерный расчет, приняв некоторые средние значения. Допустим, расстояние до школы составляет 1,5 км, а средняя длина шага — 75 см.

Дано:

$A_{шаг} = 20 \text{ Дж}$

Расстояние в одну сторону $S_1 = 1,5 \text{ км}$

Длина одного шага $l = 75 \text{ см}$

Перевод в систему СИ:

$S_1 = 1,5 \cdot 1000 = 1500 \text{ м}$

$l = 75 / 100 = 0,75 \text{ м}$

Найти:

$A_{общ}$ — ?

Решение:

1. Найдем количество шагов в одну сторону ($N_1$):

$N_1 = \frac{S_1}{l} = \frac{1500 \text{ м}}{0,75 \text{ м}} = 2000 \text{ шагов}$

2. Найдем общее количество шагов туда и обратно ($N_{общ}$):

$N_{общ} = 2 \cdot N_1 = 2 \cdot 2000 = 4000 \text{ шагов}$

3. Рассчитаем общую совершенную работу ($A_{общ}$):

$A_{общ} = N_{общ} \cdot A_{шаг} = 4000 \cdot 20 \text{ Дж} = 80000 \text{ Дж} = 80 \text{ кДж}$

Ответ: для нахождения точной работы необходимо подставить ваше личное количество шагов в формулу. В приведенном примере работа равна 80 кДж.

2. Определите работу, совершаемую вами при подъеме по лестнице между соседними этажами. Расстояние между этажами определите с помощью отвеса с метровыми метками, а массу своего тела — с помощью напольных весов.

Работа при подъеме совершается против силы тяжести и рассчитывается по формуле $A = mgh$, где $m$ — масса вашего тела, $g$ — ускорение свободного падения (примем $g \approx 9,8 \text{ Н/кг}$), а $h$ — высота, на которую вы поднимаетесь (расстояние между этажами).

Для решения задачи вам необходимо измерить свою массу $m$ с помощью напольных весов и высоту этажа $h$ с помощью отвеса или рулетки.

Проведем примерный расчет, приняв, что масса ученика составляет 60 кг, а стандартная высота потолков в жилом доме (высота этажа) — 3 м.

Дано:

$m = 60 \text{ кг}$

$h = 3 \text{ м}$

$g \approx 9,8 \text{ Н/кг}$

Найти:

$A$ — ?

Решение:

Работа при подъеме вычисляется по формуле работы против силы тяжести:

$A = mgh$

Подставим наши значения:

$A = 60 \text{ кг} \cdot 9,8 \text{ Н/кг} \cdot 3 \text{ м} = 1764 \text{ Дж} \approx 1,76 \text{ кДж}$

Ответ: для нахождения точной работы необходимо подставить ваши личные значения массы и измеренной высоты этажа. В приведенном примере работа равна 1764 Дж.

3. Определите работу и мощность, развиваемую вами при подъеме по вертикальному шесту или канату, при подтягивании на перекладине. Для определения работы и мощности воспользуйтесь сантиметровой лентой и отвесом с метровыми делениями, часами с секундной стрелкой.

Для определения работы и мощности необходимо измерить:

1. Вашу массу ($m$) с помощью весов.

2. Высоту подъема ($h$) — это вертикальное расстояние, на которое перемещается центр масс вашего тела. При подтягивании это примерно расстояние от уровня подбородка в нижней точке до уровня перекладины. Его можно измерить сантиметровой лентой.

3. Время ($t$), за которое вы совершаете подъем (подтягивание), с помощью часов с секундной стрелкой.

Работа рассчитывается по формуле $A = mgh$, а мощность — по формуле $P = \frac{A}{t}$.

Проведем примерный расчет для одного подтягивания на перекладине.

Дано:

$m = 60 \text{ кг}$ (масса ученика)

$h = 50 \text{ см}$ (высота подъема тела при подтягивании)

$t = 2 \text{ с}$ (время выполнения одного подтягивания)

$g \approx 9,8 \text{ Н/кг}$

Перевод в систему СИ:

$h = 50 / 100 = 0,5 \text{ м}$

Найти:

$A$ — ?, $P$ — ?

Решение:

1. Найдем работу, совершаемую за одно подтягивание:

$A = mgh = 60 \text{ кг} \cdot 9,8 \text{ Н/кг} \cdot 0,5 \text{ м} = 294 \text{ Дж}$

2. Найдем мощность, развиваемую при этом:

$P = \frac{A}{t} = \frac{294 \text{ Дж}}{2 \text{ с}} = 147 \text{ Вт}$

Ответ: для точного расчета необходимо использовать ваши личные данные. В приведенном примере работа при одном подтягивании равна 294 Дж, а развиваемая мощность — 147 Вт.