Какова мощность трамвая к концу 8-й секунды после начала движения, если его скорость на этом этапе составляет 36 км/ч, а масса трамвая равна 10 тонн?
Физика11 классМощность и работа в механикемощность трамвая8-я секундаскорость 36 км/чмасса 10 тоннфизика 11 классрасчет мощностикинетическая энергиямеханическая работаформула мощностифизические законы
Для того чтобы найти мощность трамвая к концу 8-й секунды после начала движения, нам нужно пройти несколько шагов. Начнем с того, что мощность рассчитывается по формуле:
P = A / tгде P - мощность, A - работа, t - время. Сначала мы должны найти работу, которую совершает трамвай за 8 секунд.
Работа (A) может быть найдена по формуле:
A = F * Sгде F - сила, S - путь. Чтобы найти работу, нам нужно сначала определить силу, действующую на трамвай.
Сила (F) определяется как:
F = m * aгде m - масса, a - ускорение. В нашем случае масса трамвая составляет 10 тонн, что равно 10000 кг. Далее, нам нужно найти ускорение (a).
Ускорение можно найти по формуле:
a = V / tгде V - конечная скорость, t - время. Конечная скорость трамвая равна 36 км/ч, что в метрах в секунду можно преобразовать следующим образом:
V = 36 км/ч * (1000 м / 1 км) * (1 ч / 3600 с) = 10 м/сТеперь подставим значения в формулу для ускорения:
a = 10 м/с / 8 с = 1,25 м/с²Теперь мы можем найти силу:
F = 10000 кг * 1,25 м/с² = 12500 НТеперь, чтобы найти путь (S),который трамвай прошёл за 8 секунд, мы можем использовать формулу:
S = (V²) / (2 * a)Подставим значения:
S = (10 м/с)² / (2 * 1,25 м/с²) = 100 / 2,5 = 40 мТеперь мы можем найти работу:
A = F * S = 12500 Н * 40 м = 500000 ДжТеперь, когда мы знаем работу, можем найти мощность:
P = A / t = 500000 Дж / 8 с = 62500 ВтИли в киловаттах:
P = 62500 Вт / 1000 = 62,5 кВтТаким образом, мощность трамвая к концу 8-й секунды составляет 62,5 кВт.