Решение задач по теме "Работа силы, мощность, энергия"

Решение задач на тему: работа, мощность, энергия. Урок 59: Выполните в тетради следующие задания: 1. Вспомните все формулы, изученные в разделе «Работа, мощность, энергия». Запишите их в тетрадь. Проверьте себя: NsFА  ;  A t ;  vFN ; F 1 F 2  l 2 l 1 ;  lFМ ; E к  mgh ; Е п  2 mv 2 ;   A п А з Запишите,   что   в   этих   формулах   обозначают   буквы,   в   скобочках   укажите   единицы   измерения указанных величин в системе Си. А ­ ..............................(......)                       N ­ ..............................(......)                      l ­ ..............................(......) F ­ ..............................(......)                        t ­ ..............................(......)                      M ­ ..............................(......)  s ­ ..............................(......)                        v ­ ..............................(......)                     Ек ­ ..............................(......) Еп ­ ..............................(......)                     m ­ ..............................(......)                      η ­ ..............................(......) Ап ­ ..............................(......)                     Аз­ ..............................(......)                       ВЫУЧИТЕ эти формулы. Вспомните соотношения для перевода единиц измерения: 2. 1кВт = ___Вт.                   1МВт = ___Вт.                                 1мВт = ___Вт.                     1 Дж = ___кДж. 1Вт = ___кВт.                   1 Вт = ___МВт.                                1 Вт = ___мВт.                    1 кДж = ___Дж.                                     3. Вспомните и запишите в тетрадь: условие равновесия рычага; правило моментов; «золотое правило» механики. Внимательно разберите пример решения задачи: 4. Задача: Вычислите мощность насоса, подающего ежесекундно 500 л керосина на высоту 30 м. Дано:                     Си:            Решение: t = 1c                                   1) Вспомним формулу для вычисления мощности:  N  A t V = 500 л              0,5 м3       Значит для того, чтобы найти мощность насоса, нам необходима знать работу ρкеросина=800 кг/м3                     (А), которая нам пока не известна, и время (t), которое есть в условии задачи.  h = 30 м                            2) Поэтому следующим действием будет нахождение работы.  N = ?                                     А = F ∙ s Здесь  F  –   сила,   поднимающая   керосин   (фактически   эта   сила   равна   силе тяжести, действующей на керосин) (этой силы в условии задачи нет); s – путь, на котором действует сила (в данной задаче это высота, на которую поднимают керосин с помощью насоса (h)) (высота есть в условии задачи)                                           3) Поэтому следующим действием будет нахождение силы тяжести керосина:           Fтяж = mg .      Здесь m ­  масса керосина (в условии задачи нет); g = 10 Н/кг.                                           4)Поэтому следующим действием найдем массу: m = ρкеросина∙V       Здесь ρкеросина – плотность керосина (табличное значение);                  V – объем керосина (есть в условии задачи).        Вычисляем: m = ρкеросина∙V = 800 кг/м3 ∙ 0,5 м3 = 400 кг                                           5)Масса нам была нужна, чтобы найти силу тяжести. Находим:         Fтяж = mg = 400кг ∙ 10Н/кг = 400Н     6) Сила тяжести нам была нужна для нахождения работы:         A = Fтяж∙h = 400Н∙30м = 12000 Дж     7) Работу мы искали, чтобы найти мощность (то, что требуется найти в задаче): A t 12000 с 1 N           Ответ: N = 12кВт. Дж  12000 Вт  12 кВт 5. По   образцу   решите   задачу:   Вычислите   объем   воды,   которую   насос   мощностью   5,2Вт   в течение минуты поднимает на высоту 24м? Проверьте себя (Ответ:1,3 м3) Внимательно разберите пример решения задачи: 6. Задача:  Высота   наклонной   плоскости   1   м,   а   длина   15   м.   Для   подъема   по   ней   груза   весом   50   Н потребовалась сила 1Н. Определите КПД этой наклонной плоскости. Дано:                 Си:            Решение: h= 1 м                                  1) Вспомним формулу для вычисления КПД: l = 15 м                                                            %100 А п А з P = 50Н                            Здесь Ап – полезная работа (работа, которую нужно совершить, чтобы поднять  F = 10Н                                        груз на высоту h); η з – затраченная работа (работа, которую мы совершаем при поднятии   = ?                                         А Пояснительный рисунок l h                 груза   с помощью наклонной плоскости;  фактически это работа по                  перемещению груза на расстояние l верх по наклонной плоскости под                  действием силы F).            2) Вспомним формулу для вычисления работы по поднятию тела на высоту h:                Ап = P∙h = 50Н∙1м = 50 Дж                                             3) Вспомним формулу для вычисления работы по перемещению тела на                                                  Aз = F∙l = 10Н∙15м = 150Дж 4) Найдем КПД: расстояние l: %100  А п А з η  = 33%. Ответ:   50 150 Дж Дж  %33%100  7. По   образцу   решите   задачу:  Определите   высоту   наклонной   плоскости   длиной   12м,   если   для подъема по ней груза весом 2000Н потребовалась сила 250Н. КПД наклонной плоскости 80%. Проверьте себя (Ответ: 1,2м) Внимательно разберите пример решения задачи: 8. Задача:  Самолет   массой   90т   летит   на   высоте   100   км   со   скоростью   600   км/ч.   Определите   его потенциальную, кинетическую и полную механическую энергию? Дано:                Си:            Решение: m = 90 т           90000 кг      1)Вспомним формулу для нахождения потенциальной энергии:    h  Еп МДж        g = 10 Н/кг                           2) Вспомним формулу для нахождения кинетической энергии   9000000000 0 100  90000 кгН км  100000   Дж = gmh   10  90000 м  кг   /           100000м v = 600км/ч     167м/с              Ек  2  90000 кг mv 2 см /    167 2 2  1255005000 Дж  1255 МДж Еп = ?                                   3) Полная механическая энергия складывается из потенциальной и  Ек = ?                                        кинетической энергии самолета:                                              Е = ?                                  Е = Еп + Ек = 90000МДж + 1255МДж =91255 МДж                                           Ответ: Еп =90000 МДж; Ек = 1255 МДж; Е = 91255 МДж. 9. По образцу решите задачу:  Ворона массой 800г летит на высоте 10 м со скоростью 54 км/ч. Определите ее потенциальную, кинетическую и полную механическую энергию. Проверьте себя (Ответ: 80Дж; 90Дж; 170Дж) 10. 11. Придумайте 2 задачи на изучаемую тему и решите их. Домашнее задание: задачи № 754, 792, 809 (из сборника задач Лукашика). Подготовиться к контрольной работе.