Номер 535, страница 63 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Работа и мощность. Энергия. 22. Механическая работа. Единицы работы - номер 535, страница 63.

Решение.

Дано:

Объем воды в секунду, $V_1 = 20$ л/с

Высота, $h = 10$ м

Время, $t = 1$ мин

Плотность воды, $\rho \approx 1000$ кг/м³

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

Перевод в систему СИ:

$V_1 = 20 \text{ л/с} = 0.02 \text{ м³/с}$

$t = 1 \text{ мин} = 60 \text{ с}$

Найти:

Работу $\text{A}$

Решение:

Работа, совершаемая насосом для подъема воды, определяется по формуле работы против силы тяжести, которая равна изменению потенциальной энергии воды:

$A = mgh$

где $\text{m}$ – это масса воды, поднятая за заданное время.

1. Сначала найдем общий объем воды $\text{V}$, который насос подает за 1 минуту (60 секунд):

$V = V_1 \cdot t$

$V = 0.02 \text{ м³/с} \cdot 60 \text{ с} = 1.2 \text{ м³}$

2. Зная объем, найдем массу воды $\text{m}$ по формуле:

$m = \rho \cdot V$

$m = 1000 \text{ кг/м³} \cdot 1.2 \text{ м³} = 1200 \text{ кг}$

3. Теперь можем рассчитать работу, совершенную насосом, подставив все значения в исходную формулу:

$A = mgh = 1200 \text{ кг} \cdot 10 \text{ Н/кг} \cdot 10 \text{ м} = 120000 \text{ Дж}$

Переведем джоули в килоджоули, зная, что $1 \text{ кДж} = 1000 \text{ Дж}$:

$A = \frac{120000}{1000} \text{ кДж} = 120 \text{ кДж}$

Ответ: работа, которую совершает насос за 1 мин, равна $120 \text{ кДж}$.