Question

Определите среднюю мощность, развиваемую человеком, при подъёме груза в течении 1мин 40 с на высоту 15 м с помощью подвижного блока, если он к верёвке прикладывает силу 250Н.

Answer 1

Дано:
t = 1 мин 40 с = 100 с
h = 15 м
F = 250Н
Найти:
N - ?
Решение:
N = A/t
A = F*S
S = h
Т.к. блок подвижный, то сила удваивается, F*2 = 250*2 = 500 H
A = F*S = 500*15 = 7500 Дж
N = A/t = 7500/100 = 75 Вт

Answer 2

Для определения средней мощности, развиваемой человеком, нам необходимо знать работу, которую он выполняет при подъеме груза.

Работа (Work) - это произведение силы (F) на перемещение (d) в направлении этой силы:

Работа (W) = Сила (F) × Перемещение (d)

Мощность (P) - это скорость выполнения работы, или работа, выполненная за единицу времени. В данном случае, время подъема равно 1 мин 40 с, что составляет 100 секунд.

Мощность (P) = Работа (W) ÷ Время (t)

Теперь найдем работу, которую человек выполняет при подъеме груза. Работа равна потенциальной энергии, накопленной в грузе при его подъеме на высоту.

Работа (W) = Потенциальная энергия (PE)

Потенциальная энергия (PE) = Масса груза (m) × ускорение свободного падения (g) × высота (h)

Для нашего расчета возьмем ускорение свободного падения (g) приблизительно равным 9,8 м/с².

Массу груза (m) нам нужно узнать, используя второй закон Ньютона:

Сила (F) = масса (m) × ускорение (a)

Массу (m) можно выразить:

масса (m) = Сила (F) ÷ ускорение свободного падения (g)

Теперь, приступим к расчетам:

1. Найдем массу груза (m): масса (m) = 250 Н ÷ 9.8 м/с² ≈ 25.51 кг

2. Найдем работу (W): Работа (W) = масса (m) × ускорение свободного падения (g) × высота (h) Работа (W) = 25.51 кг × 9.8 м/с² × 15 м ≈ 3759.57 Дж

3. Теперь найдем мощность (P): Мощность (P) = Работа (W) ÷ Время (t) Мощность (P) = 3759.57 Дж ÷ 100 с ≈ 37.60 Вт

Таким образом, средняя мощность, развиваемая человеком при подъеме груза на высоту 15 м с помощью подвижного блока, составляет приблизительно 37.60 Вт.