Номер 6, страница 66 - гдз по физике 9 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

V. Законы сохранения в механике. Считаем и сравниваем - номер 6, страница 66.

Условие.

6. Кто развивает большую мощность: бегун на короткие дистанции или марафонец? Кто из них совершает большую работу?

Решение.

Кто развивает большую мощность: бегун на короткие дистанции или марафонец?

Мощность ($\text{N}$) — это физическая величина, показывающая, как быстро совершается работа. Она определяется как отношение работы ($\text{A}$) ко времени ($\text{t}$), за которое эта работа была совершена. Формула мощности: $N = \frac{A}{t}$. Также мощность можно выразить через силу тяги ($\text{F}$) и скорость движения ($\text{v}$): $N = F \cdot v$.

Бегун на короткие дистанции (спринтер) должен развить максимальную скорость за минимальное время. Для этого ему необходимо приложить очень большую силу и поддерживать чрезвычайно высокую скорость на протяжении всей короткой дистанции. Так как работа совершается за очень малый промежуток времени, а скорость очень велика, развиваемая спринтером мощность огромна.

Марафонец бежит очень длинную дистанцию, и его главная задача — эффективно распределить силы на всё время забега. Его средняя скорость и, соответственно, сила тяги в каждый момент времени значительно меньше, чем у спринтера. Хотя он совершает работу в течение очень долгого времени, его мгновенная мощность относительно невелика.

Таким образом, сравнивая максимальную отдачу энергии в единицу времени, спринтер значительно превосходит марафонца.

Ответ: большую мощность развивает бегун на короткие дистанции.

Кто из них совершает большую работу?

Механическая работа ($\text{A}$) определяется произведением приложенной силы ($\text{F}$) на пройденное расстояние ($\text{s}$): $A = F \cdot s$. Работа, совершаемая бегуном, идёт на преодоление сил сопротивления и перемещение его тела в пространстве.

Спринтер пробегает короткое расстояние (например, 100 м). Марафонец же преодолевает дистанцию в 42 195 м.

Несмотря на то, что сила, развиваемая спринтером, может быть больше, расстояние, которое пробегает марафонец, в сотни раз больше. Общая совершённая работа прямо пропорциональна пройденному пути. Так как марафонец перемещает массу своего тела на огромное расстояние, суммарная работа, которую он совершает, оказывается значительно больше работы, совершаемой спринтером за время его короткого забега.

Ответ: большую работу совершает марафонец.