Механическая работа. Мощность: Что мы узнали. Вопросы и задания

Что мы узнали

• В случае, когда точка приложения силы перемещается в направлении действия силы, механическая работа А равна произведению модуля F силы на путь s, пройденный точкой приложения силы: А = Fs.

• Единица работы в СИ 1 Джоуль (Дж) = 1 Н м.

• «Золотое правило» механики с использованием понятия работы: никакой простой механизм не даёт выигрыша в работе.

• Мощностью N называют отношение совершённой работы А к промежутку времени t, за который эта работа совершена:

• Единица мощности в СИ 1 ватт (Вт) = 1 Дж/с.

• Мощность можно выразить через силу и скорость с помощью формулы N = Fυ.

Вопросы и задания

Первый уровень

1. Расскажите о том, что такое механическая работа. Чему в единицах СИ равна работа силы 50 Н, если точка приложения силы перемещается на 2 м, а направление силы совпадает с направлением перемещения?

2. Опишите, как связано «золотое правило» механики с понятием механической работы.

3. Какую работу надо совершить, чтобы поднять литровый пакет сока на 1 м?

4. Чему равна работа силы тяжести при опускании груза массой 5 кг на 6 м?

5. Расскажите о том, что такое мощность. Чему в единицах СИ равна мощность, развиваемая человеком, прикладывающим силу 50 Н в течение 5 с, если при этом точка приложения силы перемещается на 2 м?

6. Какую мощность развивает подъёмный кран, поднимая блок массой 1 т на 10 м в течение 10 с?

7. Объясните, как можно выразить мощность через силу и скорость, и приведите пример.

8. Человек поднимает ведро воды массой 10 кг из колодца с постоянной скоростью 20 см/с. Какую он при этом развивает мощность?

9. Почему на подъёме водитель автомобиля производит переключение на первую скорость?

Второй уровень

10. В каких случаях механическая рабо.та равна нулю? Приведите примеры, иллюстрирующие ваш ответ.

11. Какую работу совершает сила тяжести, действующая на камень массой 20 кг, когда: а) камень лежит на скале высотой 100 м; б) камень падает с этой скалы?

12. Шкаф массой 60 кг передвинули на 5 м, совершив работу 1 кДж. Чему равен коэффициент трения между шкафом и полом?

13. Какую работу надо совершить, чтобы поднять со дна озера глубиной 10 м на поверхность чугунный якорь массой 100 кг?

14. Поднимая груз с постоянной скоростью 1 м/с, подъёмный кран развивает мощность 1 кВт. Какова масса груза? Какую работу совершает кран за 20 с?

15. Автомобиль едет с постоянной скоростью 20 м/с. При этом двигатель развивает мощность 10 кВт. Какова сила тяги автомобиля?

16. Поднимая груз при помощи подвижного блока с постоянной скоростью 0,5 м/с, человек развивает мощность 200 Вт. Какую силу прикладывает человек? Какова масса груза? Считайте, что трением и массой блока можно пренебречь.

17. Составьте задачу на работу и мощность, ответом которой было бы «1 кДж; 200 Вт».

Домашняя лаборатория

1. Оцените, какую работу вы совершаете, поднимаясь на третий этаж. Какую вы при этом развиваете мощность? Необходимые измерения произведите сами.

2. Оцените, какую работу вы совершаете каждое утро, вставая с постели. Для оценки примите, что центр тяжести стоящего человека находится на уровне поясницы.