Упражнения 5.2

1. С водопада, высота которого 10 м, за 2 мин падает 50 м³ воды. Какова мощность потока воды?
2. Какую работу совершает вентилятор за 10 мин, если его мощность равна 30 Вт?
3. Самолет, у которого сила тяги мотора 5 104 Н, летит равномерно со скоростью 800 км/ч. Какую мощность он развивает? Используя условие этой задачи, выведите еще одну формулу для нахождения мощности.
4. Локомотив мощностью 600 Вт, двигаясь равномерно, за 20 с проходит 200 м. Какова его сила тяги?
5. Полезная мощность насоса 10 кВт. Какой объем воды выкачивает насос с глубины 18 км за 1 ч?

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

Давайте поочередно разберем каждую задачу, начиная с первой.

1. Мощность потока воды с водопада.

Для того чтобы найти мощность потока воды, нам нужно использовать формулу:

Мощность = Работа / Время

Сначала найдем работу, которую выполняет падающая вода. Работа равна изменению потенциальной энергии воды, которая падает с высоты:

Работа = m * g * h

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

Объем воды, который падает, составляет 50 м³. Чтобы найти массу, используем плотность воды (примерно 1000 кг/м³):

m = объем * плотность = 50 м³ * 1000 кг/м³ = 50000 кг

Теперь подставим значения в формулу для работы:

Работа = 50000 кг * 9.81 м/с² * 10 м = 4905000 Дж

Теперь найдем мощность, зная, что время равно 2 минутам (120 секунд):

Мощность = 4905000 Дж / 120 с = 40875 Вт

2. Работа вентилятора.

Работа, совершенная вентилятором, вычисляется по формуле:

Работа = Мощность * Время

Время в данном случае составляет 10 минут (600 секунд), а мощность 30 Вт:

Работа = 30 Вт * 600 с = 18000 Дж

3. Мощность самолета.

Для самолета, который летит равномерно, мощность также можно найти по формуле:

Мощность = Сила * Скорость

Сила тяги мотора составляет 5 * 10^4 Н, а скорость 800 км/ч (что равно 800000 м/3600 с ≈ 222.22 м/с):

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

Таким образом, мы можем вывести еще одну формулу для нахождения мощности:

Мощность = Сила * Скорость

4. Сила тяги локомотива.

Зная мощность локомотива (600 Вт) и расстояние (200 м), мы можем использовать ту же формулу:

Мощность = Сила * Скорость

Сначала найдем скорость. Она равна расстоянию, деленному на время:

Скорость = 200 м / 20 с = 10 м/с

Теперь подставим значения в формулу:

600 Вт = Сила * 10 м/с

Отсюда:

Сила = 600 Вт / 10 м/с = 60 Н

5. Объем воды, выкачиваемый насосом.

Полезная мощность насоса составляет 10 кВт (10000 Вт). Мы можем использовать формулу:

Работа = Мощность * Время

Время равно 1 час (3600 секунд):

Работа = 10000 Вт * 3600 с = 36000000 Дж

Теперь, чтобы найти объем воды, который выкачивает насос, мы используем работу, равную изменению потенциальной энергии:

Работа = m * g * h

где h = 18 м (глубина). Массу находим так:

m = Работа / (g * h) = 36000000 Дж / (9.81 м/с² * 18 м) ≈ 204000 кг

Теперь находим объем воды:

Объем = масса / плотность = 204000 кг / 1000 кг/м³ = 204 м³

Таким образом, насос выкачивает примерно 204 м³ воды за 1 час.