Question

Помогите Пожалуйста!!! по Физике 1) Во сколько раз отличаются кинетические энергии пули массой 10 г, летящей со скоростью 500 м/с, и молотка массой 0,6 кг, имеющего в момент удара о гвоздь скорость 10 м/с? 2) Тело массой 1 кг находится на высоте 2,5 м от поверхности Земли. На какой высоте следует расположить тело массой 0,7 кг, чтобы оно обладало такой же потенциальной энергией? 3) Неподвижный блок не дает выигрыша в силе. Однако для проверки данного правила взяли груз, вес которого 5 Н, и уравновесили его на неподвижном блоке, удержали с помощью динамометра, и показания динамометра оказались равны 4,7 Н. Когда груз попытались поднять, силу пришлось увеличить до 5,3 Н. Дайте развернутое объяснение, почему были отличия в силе. Что можно сделать, чтобы динамометр во время опыта показывал 5 Н? 4) На коротком плече рычага подвешен груз массой 100 кг. Чтобы его поднять, к длинному плечу приложили силу 250 Н. Точка приложения движущей силы опустилась на 40 см. На какую высоту поднялся груз, если КПД рычага равен 70 %?

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Задача 1

Дано:

m₁ = 10 г = 0,010 кг

V₁ = 500 м/с

m₂ = 0,6 кг

V₂ = 10 м/с

___________

Eк₁ / Eк₂ - ?

Eк₁ = m₁·V₁²/2 = 0,010·500²/2 =  1 250 Дж

Eк₂ = m₂·V₂²/2 = 0,6·10²/2 =  30 Дж

Eк₁ / Eк₂ = 1 250/30 ≈ 42 раза

Задача 2

Дано:

m₁ = 1 кг

h₁ = 2,5 м

m₂ = 0,7 кг

Eп₁ = Eп₂

_________

h₂ = ?

Eп₁ = m₁·g·h₁

Eп₂ = m₂·g·h₂

Приравняем:

m₁·g·h₁ = m₂·g·h₂

m₁·h₁ = m₂·h₂

h₂ = m₁·h₁ / m₂  = 1·2,5 / 0,7 ≈ 3,6 м

Задача 4

Дано:

m₁ = 100 кг

F₂ = 250 Н

h₂ = 40 см = 0,40 м

КПД = 70%     или  КПД = 0,70

______________

h₁ - ?

Полезная работа:

Aпол = m₁·g·h₁ = 100·10·h₁ = 1000·h₁

Совершенная работа:

Aсов = F₂·h₂ = 250·0,40 = 100 Дж

Тогда:

η = Aпол / Асов

η = 1000·h₁ / 100

η = 10·h₁

h₁ = η / 10 = 0,70 / 10 = 0,07 м   или   7 см

Answer 2

1) Для расчета отношения кинетической энергии двух объектов необходимо использовать формулу кинетической энергии:

E = (1/2) * m * v^2

Где E - кинетическая энергия, m - масса объекта, v - его скорость.

Для пули с массой 10 г (0.01 кг) и скоростью 500 м/с:

E1 = (1/2) * 0.01 * (500^2) = 1250 Дж

Для молотка с массой 0.6 кг и скоростью 10 м/с:

E2 = (1/2) * 0.6 * (10^2) = 30 Дж

Теперь найдем отношение кинетических энергий:

Ответ: Кинетическая энергия пули отличается от энергии молотка в 41.7 раза.

2) Потенциальная энергия тела на высоте h относительно поверхности Земли равна:

Ep = m * g * h

Где Ep - потенциальная энергия, m - масса тела, g - ускорение свободного падения (около 9.8 м/с^2), h - высота.

Для тела массой 1 кг и находящегося на высоте 2.5 м:

Ep1 = 1 * 9.8 * 2.5 = 24.5 Дж

Теперь найдем высоту, на которой должно располагаться тело массой 0.7 кг, чтобы иметь такую же потенциальную энергию:

Ep2 = 0.7 * 9.8 * h

Ep2 = Ep1

0.7 * 9.8 * h = 24.5

h = 24.5 / (0.7 * 9.8)

h ≈ 3.48 м

Ответ: Тело массой 0.7 кг должно быть расположено на высоте около 3.48 м для равной потенциальной энергии.

3) Разница в силе наблюдается из-за трения между грузом и блоком, которое препятствует движению. Показания динамометра (сила, измеряемая им) в данном случае позволяют измерить силу трения между грузом и блоком, а не силу, применяемую для поднятия груза. Поэтому, для идеальной ситуации, показания динамометра должны быть равны весу груза, то есть 5 Н.

Чтобы динамометр во время опыта показывал 5 Н, нужно уравновесить силу трения, направленную вверх, силой притяжения груза. Для этого можно добавить дополнительную массу на груз, чтобы увеличить его вес и силу трения.

4) Для расчета высоты поднятия груза можно использовать формулу механической работы:

W = F * d * cos(α),

где W - работа, F - сила, d - путь, α - угол между направлением силы и смещением.

Известно, что КПД рычага равен 70%, что означает, что полезная работа, совершенная рычагом, составляет 70% от всей поданный на рычаг работы.

Wполезная = 0.7 * Wполная

Wполная = Wполезная / 0.7

Wполная = F * d * cos(α) / 0.7

Мы знаем, что F = 250 Н, d = 0.4 м и КПД равен 70%.

Wполная = 250 * 0.4 * cos(α) / 0.7

Для вычисления высоты поднятия груза, нужно использовать следующую формулу:

Wполная = m * g * h,

где m - масса груза, g - ускорение свободного падения, h - высота.

г = 9.8 м/с², масса груза m = 100 кг.

250 * 0.4 * cos(α) / 0.7 = 100 * 9.8 * h

h = (250 * 0.4 * cos(α) / 0.7) / (100 * 9.8)

Полученное значение h будет зависеть от угла α, который не был предоставлен в задаче. Необходимо знать этот угол для окончательного расчета.

Ответ: Для конкретного значения угла α можно рассчитать высоту поднятия груза, используя формулу h = (250 * 0.4 * cos(α) / 0.7) / (100 * 9.8).