Правая сторона, страница 28 - гдз по физике 9 класс самостоятельные работы Генденштейн, Орлов

Самостоятельная работа 4. Импульс, работа, мощность. Вариант 5 - страница 28.

Условие.

Правая сторона

Оборудование: динамометр; коробка1 с петлёй или крючком; линейка; часы, позволяющие измерять время с точностью до секунды.

1. Измерьте работу, совершаемую горизонтально приложенной силой при равномерном перемещении коробки по столу на 40 см.

Результаты: ___________.

2*. Измерьте мощность, которую вы развиваете, когда тянете коробку по столу.

Результаты: ___________.

Решение.

Так как данное задание представляет собой описание лабораторной работы, для проведения расчетов необходимо принять некоторые измеряемые величины как данные, полученные в ходе гипотетического эксперимента.

Дано:

Расстояние, на которое перемещают коробку, $s = 40$ см.

Предположим, что в ходе эксперимента были получены следующие данные:

Сила тяги, измеренная динамометром при равномерном движении, $F = 1.5$ Н.

Время, за которое коробка была перемещена на расстояние $s$, измеренное часами, $t = 5$ с.

Перевод в СИ:

$s = 40 \text{ см} = 0.4 \text{ м}$

Найти:

1. Работу $A$.

2. Мощность $N$.

Решение:

1. Измерьте работу, совершаемую горизонтально приложенной силой при равномерном перемещении коробки по столу на 40 см.

Работа, совершаемая постоянной силой, направленной вдоль перемещения, вычисляется по формуле:

$A = F \cdot s$

где $F$ – это модуль приложенной силы, а $s$ – модуль перемещения тела (пройденный путь).

В условии сказано, что движение равномерное. Согласно первому закону Ньютона, это означает, что векторная сумма всех сил, действующих на тело, равна нулю. В горизонтальном направлении на коробку действуют две силы: приложенная сила тяги $F$ и сила трения скольжения $F_{тр}$. При равномерном движении эти силы равны по модулю и противоположны по направлению: $F = F_{тр}$.

Силу тяги $F$ мы измеряем с помощью динамометра. Подставим в формулу для работы измеренные и заданные значения:

$A = 1.5 \text{ Н} \cdot 0.4 \text{ м} = 0.6 \text{ Дж}$

Ответ: работа, совершаемая горизонтально приложенной силой, равна 0.6 Дж.

2*. Измерьте мощность, которую вы развиваете, когда тянете коробку по столу.

Мощность – это физическая величина, которая показывает, как быстро совершается работа. Она определяется как отношение работы $A$ ко времени $t$, за которое эта работа была совершена:

$N = \frac{A}{t}$

Для расчета мощности используем значение работы $A$, вычисленное в предыдущем пункте, и время движения $t$, измеренное с помощью часов.

Подставим значения в формулу:

$N = \frac{0.6 \text{ Дж}}{5 \text{ с}} = 0.12 \text{ Вт}$

Ответ: развиваемая мощность составляет 0.12 Вт.