Question

Напруга на клемах акумулятора електроприладу становить 24 В. З якої висоти повинен впасти вантаж масою 72 кг, щоб сила тяжіння виконувала таку саму роботу, яку виконує електричне поле, переміщуючи заряд 500 Кл по одному з електричних кіл еоектроприладу? ( g = 10 Н/кг) Відповідь округлити до одного знаку після коми

Answer 1

Відповідь:

h = 16.7 м

Пояснення:

Дано: U = 24 В, q = 500 Кл, m = 72 кг, g = 10 м/с^2

Знайти: h - ?

Рішення

Робота напруги по переміщенню заряда:

A = Uq

Робота, виконана вантажівкою:

A = ΔW = W1 - W2 (W2 = 0, оскільки h = 0) = W1 = mgh

Прирівнюємо:

Uq = mgh

Виводимо h та підставляємо значення:

h = Uq / mg = 24 * 500 / 72 * 10 = 16.7 м

Відповідь: h = 16.7 м

Answer 2

Для знаходження висоти, з якої має впасти вантаж, щоб сила тяжіння виконувала таку саму роботу, як електричне поле, спочатку знайдемо роботу, яку виконує електричне поле при переміщенні заряду.

Робота, виконана електричним полем, може бути знайдена за допомогою формули:

$\text{Робота} = \text{Напруга} \times \text{Заряд}$

де Напруга = 24 В Заряд = 500 Кл = 500 000 Кл

$\text{Робота} = 24 \text{ В} \times 500 000 \text{ Кл} = 12 000 000 \text{ Дж}$

Тепер ми можемо знайти висоту, з якої впаде вантаж, використовуючи рівняння потенціальної енергії:

$\text{Потенціальна енергія} = \text{Маса} \times g \times \text{Висота}$

де Маса = 72 кг g = 10 Н/кг Потенціальна енергія = Робота електричного поля = 12 000 000 Дж

$12 000 000 \text{ Дж} = 72 \text{ кг} \times 10 \text{ Н/кг} \times \text{Висота}$

$\text{Висота} = \frac{12 000 000 \text{ Дж}}{72 \text{ кг} \times 10 \text{ Н/кг}}$

$\text{Висота} = 16666.67 \text{ м}$

Отже, висота з якої має впасти вантаж, щоб сила тяжіння виконувала таку саму роботу, як електричне поле, становить приблизно 16666.67 метрів. Округлимо відповідь до одного знаку після коми:

$\text{Висота} \approx 16666.7 \text{ м}$