Номер 4, страница 120 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Минькова, Иванова

1) Вычислите механическую работу, которую вы совершаете, равномерно поднимаясь с первого на второй этаж здания школы. Все необходимые данные получите сами, результаты запишите в тетрадь.

Для решения этой задачи необходимо оценить массу человека и высоту одного этажа. Примем средние значения для школьника и стандартного здания.

Дано:

масса человека, $m \approx 60$ кг

высота подъема (высота одного этажа), $h \approx 3$ м

ускорение свободного падения, $g \approx 10$ Н/кг

Найти:

Механическую работу $A_1$.

Решение:

При равномерном подъеме совершается работа против силы тяжести. Механическая работа в этом случае вычисляется по формуле:

$A = m \cdot g \cdot h$

где $\text{m}$ – масса тела, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, $\text{h}$ – высота, на которую поднимают тело.

Подставим принятые нами значения в формулу:

$A_1 = 60 \text{ кг} \cdot 10 \text{ Н/кг} \cdot 3 \text{ м} = 1800 \text{ Дж}$

Эта работа равна изменению потенциальной энергии человека.

Ответ: $1800$ Дж.

2) Рассчитайте, какую механическую работу вы совершаете, равномерно проходя 1 км пути по горизонтальной дороге. Результаты запишите в тетрадь.

Для решения этой задачи воспользуемся указанием, данным в начале задания.

Дано:

масса человека, $m \approx 60$ кг (из предыдущей задачи)

пройденный путь, $S = 1$ км

коэффициент из условия, $k = 0,05$

ускорение свободного падения, $g \approx 10$ Н/кг

Перевод в систему СИ:

$S = 1 \text{ км} = 1000 \text{ м}$

Найти:

Механическую работу $A_2$.

Решение:

В указании говорится, что работа при ходьбе по горизонтальному пути ($A_2$) составляет $k=0,05$ от работы, которая потребовалась бы для поднятия этого же человека на высоту, равную длине пути ($A_{подъема}$).

Сначала вычислим гипотетическую работу $A_{подъема}$ для поднятия человека на высоту $\text{h}$, равную длине пути $S = 1000$ м:

$A_{подъема} = m \cdot g \cdot h = m \cdot g \cdot S$

$A_{подъема} = 60 \text{ кг} \cdot 10 \text{ Н/кг} \cdot 1000 \text{ м} = 600000 \text{ Дж} = 600 \text{ кДж}$

Теперь найдем работу при ходьбе по горизонтальной дороге, используя данное в условии соотношение:

$A_2 = k \cdot A_{подъема}$

$A_2 = 0,05 \cdot 600000 \text{ Дж} = 30000 \text{ Дж}$

Работу можно также выразить в килоджоулях: $30000 \text{ Дж} = 30 \text{ кДж}$.

Ответ: $30000$ Дж (или $\text{30}$ кДж).