Номер 12, страница 138, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Механические явления. Глава III. Законы сохранения в механике. Параграф 16. Механическая работа. Мощность - номер 12, страница 138.

Условие.

12. Человек равномерно поднимает гирю массой 10 кг на высоту 1 м в течение 1 с. Какую он при этом развивает мощность?

Решение.

Дано:

Масса гири, $m = 10 \text{ кг}$
Высота подъема, $h = 1 \text{ м}$
Время подъема, $t = 1 \text{ с}$
Ускорение свободного падения, $g \approx 10 \text{ м/с}^2$

Найти:

Мощность, $\text{N}$

Решение:

Мощность $\text{N}$ — это физическая величина, равная скорости совершения работы $\text{A}$. Она определяется отношением работы ко времени $\text{t}$, за которое эта работа была совершена:

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

Работа $\text{A}$, совершаемая человеком при равномерном подъеме гири, идет на преодоление силы тяжести. Поскольку движение равномерное, то сила $\text{F}$, которую прикладывает человек, по модулю равна силе тяжести $F_{тяж}$:

$F = F_{тяж} = m \cdot g$

Работа вычисляется как произведение силы на перемещение (в данном случае на высоту $\text{h}$):

$A = F \cdot h = m \cdot g \cdot h$

Теперь подставим выражение для работы в формулу мощности:

$N = \frac{m \cdot g \cdot h}{t}$

Подставим числовые значения из условия задачи в полученную формулу:

$N = \frac{10 \text{ кг} \cdot 10 \text{ м/с}^2 \cdot 1 \text{ м}}{1 \text{ с}} = 100 \frac{\text{Дж}}{\text{с}} = 100 \text{ Вт}$

Ответ: развиваемая человеком мощность равна $100 \text{ Вт}$.