Question

Автомобіль рухається горизонтальною ділянкою дороги з певною швидкістю. Зі збільшенням швидкості руху автомобіля в 2 рази: а) кінетична енергія автомобіля збільшується в 4 рази; б) потенціальна енергія автомобіля збільшується в 4 рази; в) ККД двигуна автомобіля збільшується в 2 рази; г) кінетична енергія автомобіля збільшується в 2 рази.

Answer 1

Ответ:

а) кінетична енергія автомобіля збільшується в 4 рази

Answer 2

Давайте розглянемо кожен з варіантів:

а) Кінетична енергія автомобіля залежить від його маси (m) та квадрату швидкості (v):

Кінетична енергія (KE) = (1/2) * m * v^2

Якщо швидкість автомобіля збільшується в 2 рази (від v до 2v), то нова кінетична енергія буде:

Нова KE = (1/2) * m * (2v)^2 = (1/2) * m * 4v^2 = 2 * (1/2) * m * v^2 = 2 * KE

Отже, кінетична енергія автомобіля збільшується в 2 рази.

б) Потенціальна енергія автомобіля на горизонтальній дорозі не залежить від його швидкості. Тому зі збільшенням швидкості в 2 рази потенціальна енергія автомобіля залишається незмінною.

в) Коефіцієнт корисної дії (ККД) двигуна автомобіля визначає, яка частина витраченої енергії перетворюється на корисну роботу (наприклад, рух автомобіля). ККД визначається як відношення корисної роботи (Wк) до всієї витраченої енергії (Wв):

ККД = Wк / Wв

Якщо швидкість збільшується в 2 рази, то кінетична енергія збільшується в 4 рази (як показано в пункті а)). Витрачена енергія в два рази більша, але корисна робота (рух автомобіля) також збільшується в 2 рази (оскільки робота залежить від зміни кінетичної енергії). Тому ККД залишається незмінним.

г) Ми вже показали, що зі збільшенням швидкості в 2 рази кінетична енергія автомобіля збільшується в 2 рази (як показано в пункті а)). Тому кінетична енергія збільшується в 2 рази.