1. Какова работа, совершенная силой тяжести, если: а) шар массой 50 г подбросили на высоту 3 м?

2. Лошадь, действуя силой тяги 400 Н, перемещает нагруженную повозку равномерно со скоростью 50 см/с. Какова работа лошади, выполненная за 1 час?

3. Какова работа, выполненная краном, если мощность крана составляет: а) 10 кВт и кран поднимал груз до определенной высоты в течение 2 минут; б) 4 кВт и время работы крана 0,5 часа?

4. Какова потенциальная энергия деформированной пружины с жёсткостью 1,5 * 10^5 Н/м, если она удлинилась на 2 см под воздействием внешней силы?

5. С какой высоты падает капля воды, если её скорость в момент падения на Землю равна 22 м/с?

Физика 10 класс Работа и энергия работа силы тяжести работа лошади мощность крана потенциальная энергия пружины высота падения капли воды Новый

Давайте разберемся с каждым из заданных вопросов по порядку.

1. Работа, совершенная силой тяжести при подбрасывании шара:

Работа, совершаемая силой тяжести, может быть рассчитана по формуле:

Работа = масса * g * высота

где:

• масса = 50 г = 0,05 кг (перевели в килограммы)
• g = 9,8 м/с² (ускорение свободного падения)
• высота = 3 м

Теперь подставляем значения:

Работа = 0,05 кг * 9,8 м/с² * 3 м = 1,47 Дж.

Таким образом, работа, совершенная силой тяжести, составляет 1,47 Дж.

2. Работа, выполненная лошадью:

Работа может быть рассчитана по формуле:

Работа = сила * расстояние

Сначала нужно найти расстояние, которое лошадь проходит за 1 час. Скорость равномерного движения:

50 см/с = 0,5 м/с.

Теперь находим расстояние за 1 час (3600 секунд):

Расстояние = скорость * время = 0,5 м/с * 3600 с = 1800 м.

Теперь подставляем в формулу для работы:

Работа = 400 Н * 1800 м = 720000 Дж.

Работа, выполненная лошадью, составляет 720000 Дж или 720 кДж.

3. Работа, выполненная краном:

Работа может быть найдена через мощность и время:

Работа = мощность * время.

а) Для крана с мощностью 10 кВт в течение 2 минут:

• Мощность = 10 кВт = 10000 Вт.
• Время = 2 минуты = 120 секунд.

Работа = 10000 Вт * 120 с = 1200000 Дж.

б) Для крана с мощностью 4 кВт в течение 0,5 часа:

• Мощность = 4 кВт = 4000 Вт.
• Время = 0,5 часа = 1800 секунд.

Работа = 4000 Вт * 1800 с = 7200000 Дж.

Таким образом, работа, выполненная краном, составляет 1200000 Дж для первого случая и 7200000 Дж для второго случая.

4. Потенциальная энергия деформированной пружины:

Потенциальная энергия пружины может быть рассчитана по формуле:

Потенциальная энергия = 0,5 * k * x²

где:

• k = 1,5 * 10^5 Н/м (жесткость пружины)
• x = 2 см = 0,02 м (удлинение пружины)

Теперь подставляем значения:

Потенциальная энергия = 0,5 * 1,5 * 10^5 Н/м * (0,02 м)² = 0,5 * 1,5 * 10^5 * 0,0004 = 30 Дж.

Таким образом, потенциальная энергия деформированной пружины составляет 30 Дж.

5. Высота падения капли воды:

Для определения высоты, с которой падает капля, можно использовать формулу для кинетической энергии:

Кинетическая энергия = потенциальная энергия

Кинетическая энергия = 0,5 * m * v², а потенциальная энергия = m * g * h, где h - высота.

Приравниваем их:

0,5 * m * v² = m * g * h.

Сокращаем массу:

0,5 * v² = g * h.

Теперь выразим высоту:

h = (0,5 * v²) / g.

Подставим значения:

• v = 22 м/с
• g = 9,8 м/с²

h = (0,5 * (22 м/с)²) / 9,8 м/с² = (0,5 * 484) / 9,8 ≈ 24,7 м.

Таким образом, капля воды падает с высоты примерно 24,7 м.