Номер 5, страница 24 - гдз по физике 9 класс самостоятельные работы Генденштейн, Орлов

Самостоятельная работа 4. Импульс, работа, мощность. Вариант 1 - номер 5, страница 24.

Условие.

5. Автомобиль массой 1 т едет со скоростью 72 км/ч. Чему равна развиваемая двигателем автомобиля мощность, если сила сопротивления движению равна 500 Н?

А. 72 кВт.

Б. 10 кВт.

В. 500 Вт.

Г. 36 кВт.

Решение.

Дано:

Масса автомобиля, $m = 1$ т

Скорость автомобиля, $v = 72$ км/ч

Сила сопротивления, $F_{сопр} = 500$ Н

Перевод в систему СИ:

$m = 1 \cdot 1000 = 1000$ кг

$v = 72 \frac{\text{км}}{\text{ч}} = 72 \cdot \frac{1000 \text{ м}}{3600 \text{ с}} = 20$ м/с

Найти:

Мощность двигателя, $P$ - ?

Решение:

Мощность $P$, развиваемая двигателем при постоянной скорости, вычисляется по формуле: $P = F_{тяги} \cdot v$, где $F_{тяги}$ – это сила тяги двигателя, а $v$ – скорость движения.

Поскольку автомобиль едет с постоянной скоростью ($v = \text{const}$), его ускорение равно нулю. Согласно первому закону Ньютона, при равномерном прямолинейном движении равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна нулю. В горизонтальном направлении на автомобиль действуют две силы: сила тяги двигателя $F_{тяги}$ и сила сопротивления движению $F_{сопр}$. Эти силы направлены в противоположные стороны.

Условие равновесия сил можно записать как: $F_{тяги} = F_{сопр}$.

Из условия задачи известно, что сила сопротивления $F_{сопр} = 500$ Н. Следовательно, сила тяги двигателя также равна 500 Н:

$F_{тяги} = 500$ Н.

Теперь, зная силу тяги и скорость автомобиля в системе СИ ($v = 20$ м/с), мы можем рассчитать мощность двигателя:

$P = 500 \text{ Н} \cdot 20 \frac{\text{м}}{\text{с}} = 10000$ Вт.

Для удобства переведем полученный результат в киловатты (кВт). Учитывая, что $1$ кВт $= 1000$ Вт, получаем:

$P = \frac{10000 \text{ Вт}}{1000} = 10$ кВт.

Среди предложенных вариантов ответа этот результат соответствует варианту Б.

Ответ: 10 кВт.