Упражнения 5.2

1. Какова мощность потока воды, если с водопада высотой 10 м за 2 мин падает 50 м³ воды?
2. Какую работу выполняет вентилятор за 10 мин при мощности 30 Вт?
3. Какую мощность развивает самолет с силой тяги мотора 5 104 Н, летящий равномерно со скоростью 800 км/ч? Выведите еще одну формулу для нахождения мощности, используя условия этой задачи.
4. Какова сила тяги локомотива мощностью 600 Вт, который за 20 с проходит 200 м, двигаясь равномерно?
5. Какой объем воды выкачивает насос с глубины 18 км за 1 ч, если его полезная мощность составляет 10 кВт?

Физика 8 класс Мощность и работа мощность потока воды работа вентилятора мощность самолета сила тяги локомотива объем воды насосом Новый

Давайте по очереди решим каждую задачу, начиная с первой.

1. Мощность потока воды из водопада

Для расчета мощности потока воды из водопада, нам нужно использовать формулу мощности:

P = A / t,

где P - мощность, A - работа, t - время.

Сначала найдем работу, которую выполняет вода, падая с высоты. Работа равна изменению потенциальной энергии:

A = m * g * h,

где m - масса воды, g - ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²), h - высота (10 м).

Для нахождения массы воды (m) используем объем и плотность воды:

m = V * ρ,

где V - объем (50 м³), ρ - плотность воды (примерно 1000 кг/м³).

• m = 50 м³ * 1000 кг/м³ = 50000 кг
• A = 50000 кг * 9.81 м/с² * 10 м = 4905000 Дж

Теперь подставим значение работы в формулу мощности, учитывая, что время t = 2 мин = 120 с:

• P = 4905000 Дж / 120 с = 40875 Вт

Итак, мощность потока воды составляет 40875 Вт.

2. Работа вентилятора

Работа (A) выполняется вентилятором за время t и рассчитывается по формуле:

A = P * t,

где P - мощность (30 Вт), t - время (10 мин = 600 с).

• A = 30 Вт * 600 с = 18000 Дж

Таким образом, вентилятор выполняет работу 18000 Дж.

3. Мощность самолета

Для определения мощности самолета мы используем ту же формулу:

P = F * v,

где F - сила тяги (5 * 10^4 Н), v - скорость (800 км/ч = 800000 м/3600 с).

Сначала переведем скорость в метры в секунду:

• v = 800000 м / 3600 с ≈ 222.22 м/с

Теперь можем найти мощность:

• P = 5 * 10^4 Н * 222.22 м/с ≈ 11111000 Вт

Таким образом, мощность самолета составляет примерно 11111000 Вт.

4. Сила тяги локомотива

Используем формулу для мощности:

P = F * v,

где P - мощность (600 Вт), v - скорость (200 м / 20 с = 10 м/с).

Теперь найдем силу тяги (F):

• F = P / v = 600 Вт / 10 м/с = 60 Н

Сила тяги локомотива составляет 60 Н.

5. Объем воды, выкачиваемый насосом

Для нахождения объема воды, выкачиваемого насосом, используем мощность:

P = A / t,

где A = m * g * h.

Сначала найдем работу, выполняемую насосом за 1 час (3600 с):

• A = P * t = 10 кВт * 3600 с = 36000 Дж

Теперь подставим в формулу работы:

• A = m * g * h
• 36000 Дж = m * 9.81 м/с² * 18000 м

Теперь найдем массу (m):

• m = 36000 Дж / (9.81 м/с² * 18000 м) ≈ 0.204 кг

Теперь найдем объем (V):

V = m / ρ,

• V = 0.204 кг / 1000 кг/м³ ≈ 0.000204 м³

Таким образом, насос выкачивает примерно 0.000204 м³ воды за 1 час.

Теперь у нас есть все необходимые решения по задачам. Если у вас есть дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать!