Question

Мяч массой 200 г падает на землю с высоты 3 м. Какую работу при этом совершает сила тяжести? 2. Мощность кита при плавании под водой достигает 4,5 кВт при скорости 10 км/ч. Определите движущую силу, развиваемую китом. 3. На сколько увеличилась потенциальная энергия мальчика массой 20 кг, который поднялся по лестнице своего дома на высоту 15 м? 4. Каков КПД двигателя, если при мощности в 1,5 кВт им совершена работа за 1 минуту 40 кДж 5. Чему равна масса яблока, если перед ударом о землю оно имело кинетическую энергию около 10 Дж? Напишите пожалуйста на листочке и сфотографируйте

Answer 1

Ответ:

$0.2 \times 3 \times 10$

6 Joul

3. 20×15×10=3000 Joul

Answer 2

1. Работа силы тяжести при падении мяча на землю равна изменению его потенциальной энергии. Потенциальная энергия в начальный момент (при высоте 3 м) равна m * g * h, где m - масса мяча, g - ускорение свободного падения, h - высота. Потенциальная энергия в конечный момент (при земле, высота 0) равна 0. Таким образом, работа силы тяжести равна:

Работа = Δпотенциальная энергия = m * g * h = 0.2 кг * 9.8 м/с² * 3 м = 5.88 Дж

2. Мощность, развиваемая китом, можно выразить как произведение силы, приложенной к воде, на скорость движения:

Мощность = Сила * Скорость

Переведем скорость кита в м/с:

10 км/ч = 10 * 1000 м / (60 * 60 с) ≈ 2.78 м/с

Теперь можем выразить силу:

Сила = Мощность / Скорость = 4500 Вт / 2.78 м/с ≈ 1618.71 Н

3. Изменение потенциальной энергии мальчика при подъеме на высоту можно выразить как:

Δпотенциальная энергия = масса * g * h

где масса мальчика m = 20 кг, ускорение свободного падения g = 9.8 м/с², и высота h = 15 м:

Δпотенциальная энергия = 20 кг * 9.8 м/с² * 15 м = 2940 Дж

4. КПД (коэффициент полезного действия) можно определить как отношение полезной работы к затраченной энергии. Полезная работа при данной мощности и времени составляет:

Полезная работа = 40 кДж = 40000 Дж

Затраченная энергия (работа) равна мощности умноженной на время:

Затраченная энергия = Мощность * Время = 1.5 кВт * (1 мин 40 с) = 1.5 кВт * 100 с = 150 кДж = 150000 Дж

Теперь можем найти КПД:

КПД = (Полезная работа / Затраченная энергия) * 100% = (40000 Дж / 150000 Дж) * 100% ≈ 26.67%

5. Кинетическая энергия выражается формулой:

Кинетическая энергия = (масса * скорость²) / 2

где масса мяча m и скорость перед ударом о землю v (мы используем квадрат скорости для удобства):

10 Дж = (m * v²) / 2

Решая это уравнение относительно массы m, получаем:

масса m = (2 * 10 Дж) / v²

Так как нам не дана точная скорость в момент удара, невозможно точно определить массу мяча. Мы знаем, что кинетическая энергия составляет 10 Дж, но нам нужна скорость для окончательного расчета.