С какой начальной скоростью можно запустить тело массой 15 кг, если использовать энергию электрической цепи с напряжением 20 В и сопротивлением 4 Ом, работающей 5 секунд?

Физика 10 класс Энергия и работа начальная скорость тело массой 15 кг энергия электрической цепи напряжение 20 В сопротивление 4 Ом работа 5 секунд Новый

Чтобы найти начальную скорость, с которой можно запустить тело, нам нужно сначала рассчитать, сколько энергии будет передано в тело за 5 секунд, используя данные об электрической цепи.

Для начала, мы можем использовать закон Ома для нахождения силы тока в цепи:

I = U / R

где:

• I - сила тока (в амперах),
• U - напряжение (в вольтах),
• R - сопротивление (в омах).

Подставим известные значения:

I = 20 В / 4 Ом = 5 А

Теперь мы можем рассчитать мощность электрической цепи, используя формулу:

P = U * I

Подставим значения:

P = 20 В * 5 А = 100 Вт

Теперь, зная мощность, мы можем найти работу, выполненную за 5 секунд:

A = P * t

где:

• A - работа (в джоулях),
• t - время (в секундах).

Подставим значения:

A = 100 Вт * 5 с = 500 Дж

Теперь у нас есть работа, которая будет передана телу. Эту работу можно связать с кинетической энергией тела. Кинетическая энергия тела определяется формулой:

K = (m * v^2) / 2

где:

• K - кинетическая энергия (в джоулях),
• m - масса тела (в килограммах),
• v - скорость тела (в метрах в секунду).

Поскольку вся работа идет на увеличение кинетической энергии, мы можем установить равенство:

A = K

Подставим известные значения:

500 Дж = (15 кг * v^2) / 2

Теперь умножим обе стороны на 2:

1000 Дж = 15 кг * v^2

Теперь разделим обе стороны на 15 кг:

v^2 = 1000 Дж / 15 кг

Посчитаем:

v^2 = 66.67

Теперь найдем скорость, взяв квадратный корень:

v = √66.67 ≈ 8.16 м/с

Ответ: Начальная скорость, с которой можно запустить тело массой 15 кг, составляет примерно 8.16 м/с.