Question

Даю 50 балов!!!!камінь вільно падає з висоти 180 см. Знайдіть енергію та потужність удару, якщо тривалість удару 2мс, а маса каменя 200кг​

Answer 1

Ответ:

Энергия удара 3 600 Дж = 3,6 кДж

Мощность удара 1 800 000 Вт = 1,8 МВт

Объяснение:

Камень свободно падает с высоты 180 см. Найдите энергию и мощность удара, если продолжительность удара 2мс, а масса камня 200кг.

-------------------------------------------

m = 200 кг

h = 180 cм = 1,8 м

g = 10 м/с²

Δt = 2 мс = 0,002 с

------------------------------

Е - ? - энергия удара

Р - ? - мощность удара

Энергия удара равна потенциальной энергии груза в момент начала падения

Е = mgh = 200 · 10 ·1,8 = 3600 (Дж)

Мощность удара

Р = Е : Δt = 3600 : 0.002 = 1 800 000 (Вт) = 1,8 МВт

Answer 2

Для знаходження енергії та потужності удару, спочатку розглянемо кінетичну енергію каменя під час падіння з висоти 180 см (або 1,8 метра). Кінетична енергія обчислюється за формулою:

E = 0.5 * m * v^2,

де: E - кінетична енергія (в жоулях), m - маса каменя (в кілограмах), v - швидкість каменя.

Спочатку знайдемо швидкість каменя після падіння з висоти. Використовуючи другий закон Ньютона (F = m * g), де F - сила тяжіння, m - маса каменя, g - прискорення вільного падіння (приблизно 9,81 м/с^2 на поверхні Землі), можемо знайти силу тяжіння:

F = 200 кг * 9.81 м/с^2 ≈ 1962 Н.

Тепер знаходимо швидкість каменя, використовуючи рівняння руху:

F = m * a, a = g.

Отже, прискорення каменя дорівнює g. Далі можемо знайти швидкість каменя, використовуючи наступне рівняння:

v = u + a * t,

де: v - кінцева швидкість (яку ми шукаємо), u - початкова швидкість (нуль для предмета, що падає вільно), a - прискорення (рівне g), t - час падіння.

З тим, що час падіння t дорівнює 2 мс (або 0,002 с), ми можемо знайти кінцеву швидкість:

v = 0 + (9.81 м/с^2) * 0.002 с = 0.01962 м/с.

Тепер, коли у нас є швидкість каменя, ми можемо обчислити його кінетичну енергію:

E = 0.5 * 200 кг * (0.01962 м/с)^2 ≈ 0.03858 Дж.

Отже, кінетична енергія каменя під час падіння дорівнює близько 0.03858 Дж.

Тепер розглянемо потужність удару. Потужність визначається як відношення роботи до часу:

P = W / t,

де: P - потужність (в ватах), W - робота (в жоулях), t - час удару (2 мс або 0.002 с).

Робота в цьому випадку - це зміна кінетичної енергії каменя під час удару, тобто різниця між кінетичною енергією після удару та до удару.

W = E_після - E_до, де: E_після - кінетична енергія після удару (вже відома, бо ми її обчислили раніше), E_до - кінетична енергія до удару.

E_до = 0.5 * 200 кг * 0.01962 м/с = 0.03858 Дж (оскільки швидкість до удару дорівнює тій самій швидкості, яку ми обчислили раніше).

Тепер обчислимо роботу:

W = 0.03858 Дж - 0.03858 Дж = 0 Дж.

Тепер можемо обчислити потужність:

P = 0 Дж / 0.002 с = 0 Вт.

Отже, потужність удару дорівнює 0 Вт, оскільки весь процес удару відбувається дуже швидко і не вимагає витрати енергії протягом цього короткого часу.