Параграф 51 ГДЗ Перышкин Иванов 7 класс (Физика)
- Дайте определение мощности.
- Пользуясь определением мощности, запишите формулу для её расчёта.
- Какие единицы мощности вам известны?
- По какой формуле можно определить совершённую работу, зная мощность и время?
- Груз поднимают вертикально вверх с постоянной скоростью. Как изменяется со временем совершаемая работа; развиваемая мощность?
- Вспомните значение приставок «милли», «кило» и «мега». Выразите в ваттах следующие мощности: $$20\ \text{мВт}$$; $$107\ \text{кВт}$$; $$5\ \text{МВт}$$.
- Подъёмный кран равномерно поднимает бетонную плиту массой $$500\ \text{кг}$$ на высоту $$10\ \text{м}$$. Какую работу совершает подъёмный кран? Какова его мощность, если подъём длится $$15\ \text{с}$$?
- Определите мощность двигателя, равномерно поднимающего лифт массой $$300\ \text{кг}$$ на высоту $$12\ \text{м}$$ за $$30\ \text{с}$$.
- Мощность двигателей трамвая «Витязь-М» равна $$450\ \text{кВт}$$. Какую работу совершит двигатель за $$3\ \text{ч}$$?
- Автомобиль равномерно движется со скоростью $$40$$. Какова мощность двигателя, если сила сопротивления $$1000\ \text{Н}$$? (Сила сопротивления складывается из силы трения качения и сопротивления воздуха.)
- Сколько тонн песка экскаватор мощностью $$100\ \text{кВт}$$ поднимет на высоту $$10\ \text{м}$$ за $$1\ \text{ч}$$?
При подъёме тела массой $$m$$ на высоту $$h$$ совершается работа $$A=mgh$$. Руководствуясь этими соображениями, измерьте среднюю мощность, которую вы развиваете при двадцатикратном подъёме выбранного вами груза. Проделайте измерения для грузов массой $$1$$, $$2$$, $$5\ \text{кг}$$, поднимая их равномерно на высоту вытянутой руки. В качестве груза можно использовать стопку книг, пачку соли, двухлитровую бутылку с водой. Выдвиньте гипотезу, почему ваши результаты зависят от массы груза, который вы поднимаете.
1. Мощность — это физическая величина, равная отношению работы ко времени, за которое она совершена. Она характеризует быстроту выполнения работы.
2. Формула мощности:
$$N=\frac{A}{t}$$
3. Ватт — единица СИ, так как $$1\ \text{Вт}=1\ \frac{\text{Дж}}{\text{с}}$$. Если за $$1\ \text{с}$$ совершается работа $$1\ \text{Дж}$$, то мощность равна $$1\ \text{Вт}$$.
4. Кроме ватта, используют более крупные единицы мощности: киловатт ($$1\ \text{кВт}=1000\ \text{Вт}$$), мегаватт ($$1\ \text{МВт}=10^6\ \text{Вт}$$).
Упражнение 33
1. Переведём мощности в ватты:
$$20\ \text{мВт}=20\cdot 10^{-3}\ \text{Вт}=0{,}02\ \text{Вт}$$
$$107\ \text{кВт}=107\cdot 10^3\ \text{Вт}=107000\ \text{Вт}$$
$$5\ \text{МВт}=5\cdot 10^6\ \text{Вт}$$
2.
$$A=mgh=500\cdot 10\cdot 10=50000\ \text{Дж}$$
$$N=\frac{A}{t}=\frac{50000}{15}\approx 3333\ \text{Вт}\approx 3{,}3\ \text{кВт}$$
Ответ: $$50\ \text{кДж},\ 3{,}3\ \text{кВт}$$.
3.
$$A=mgh=300\cdot 10\cdot 12=36000\ \text{Дж}$$
$$N=\frac{A}{t}=\frac{36000}{30}=1200\ \text{Вт}=1{,}2\ \text{кВт}$$
Ответ: $$1{,}2\ \text{кВт}$$.
4.
$$N=\frac{A}{t},\qquad A=Nt$$
$$A=450000\cdot 10800=4{,}86\cdot 10^9\ \text{Дж}$$
$$A=4860\ \text{МДж}$$
Ответ: $$4860\ \text{МДж}$$.
5. При равномерном движении мощность равна произведению силы сопротивления на скорость:
$$N=Fv$$
$$N=1000\cdot 40=40000\ \text{Вт}$$
Ответ: $$40000\ \text{Вт}$$.
6.
$$N=\frac{A}{t}=\frac{mgh}{t}$$
$$m=\frac{Nt}{gh}=\frac{100000\cdot 3600}{10\cdot 10}=3{,}6\cdot 10^6\ \text{кг}$$
$$3{,}6\cdot 10^6\ \text{кг}=3600\ \text{т}$$
Ответ: $$3600\ \text{т}$$.
Задания
1. При подъёме груза работа равна $$A=mgh$$. Поэтому при увеличении массы груза работа и мощность возрастают: чем тяжелее груз, тем большую работу нужно совершить за то же время.
2. При приседаниях тело поднимается на небольшую высоту, и работа совершается против силы тяжести. Если принять $$m=60\ \text{кг}$$, $$h=0{,}5\ \text{м}$$, $$t=6\ \text{с}$$, то
$$F=mg=60\cdot 10=600\ \text{Н}$$
$$N=\frac{A}{t}=\frac{Fh}{t}=\frac{600\cdot 0{,}5}{6}=50\ \text{Вт}$$
Ответ: $$50\ \text{Вт}$$.
