Напряжение на лампочке карманного фонарика `U=3` В, сила тока `I=0,25` А. Какую работу `A` совершают силы электрического поля в проводнике за время `t_1=1` час? На утренней…
Напряжение на лампочке карманного фонарика `U=3` В, сила тока `I=0,25` А. Какую работу `A` совершают силы электрического поля в проводнике за время `t_1=1` час? На утренней зарядке школьник, держа в каждой руке гантель массой `m=3` кг, медленно поднимает две гантели. Перемещение каждой гантели по вертикали `h=0,5` м. Сколько `N` таких подъемов следует выполнить для совершения работы `A`? Ускорение свободного падения `g=10` `"м/с"^2`.
Для решения задачи сначала найдем работу \( A \), совершенную силами электрического поля в проводнике.
Формула для работы в электрической цепи:
\[ A = U \cdot I \cdot t \]
где:
- \( U \) — напряжение в вольтах,
- \( I \) — сила тока в амперах,
- \( t \) — время в секундах.
Из условия задачи имеем:
- \( U = 3 \) В,
- \( I = 0,25 \) А,
- \( t = 1 \) час \( = 3600 \) секунд.
Теперь подставим значения в формулу работы:
\[ A = 3 \, \text{В} \cdot 0,25 \, \text{А} \cdot 3600 \, \text{с} \]
Теперь посчитаем:
\[ A = 3 \cdot 0,25 \cdot 3600 = 0,75 \cdot 3600 = 2700 \, \text{Дж} \]
Теперь найдем работу, совершаемую при поднятии гантелей. Работа против силы тяжести вычисляется по формуле:
\[ A_{подъема} = m \cdot g \cdot h \]
где:
- \( m = 3 \) кг — масса одной гантели,
- \( g = 10 \) м/с² — ускорение свободного падения,
- \( h = 0,5 \) м — высота подъема.
Подставим значения:
\[ A_{подъема} = 3 \cdot 10 \cdot 0,5 = 15 \, \text{Дж} \]
Это работа для одной гантели. Поскольку школьник поднимает две гантели, общая работа на один подъем будет:
\[ A_{общая} = 2 \cdot A_{подъема} = 2 \cdot 15 = 30 \, \text{Дж} \]
Теперь найдем, сколько таких подъемов \( N \) следует выполнить, чтобы совершить работу \( A = 2700 \, \text{Дж} \):
\[ N = \frac{A}{A_{общая}} = \frac{2700}{30} = 90 \]
Таким образом, школьнику следует выполнить \( N = 90 \) подъемов.
