Придумать и решить задачу на тему (работа, мощность)
Ответ нейросети
28 апреля 2026 07:35
Вот одна задача на тему работа и мощность, с подробным решением.
Задача На гладкой горизонтальной поверхности тело массой 2,0 кг сначала покоится. На него действует постоянная сила F = 60 Н в направлении движения. Тело перемещается по поверхности по прямой на расстояние s = 5,0 м в направлении силы. Найти:
- работу, совершённую силой;
- конечную скорость тела;
- среднюю мощность за весь путь;
- мгновенную мощность в момент завершения пути.
Пошаговое решение
Найдём ускорение тела, возникающее под действием силы F: a = F / m = 60 Н / 2,0 кг = 30 м/с^2.
Найдём конечную скорость v после пройденного пути s, если начальная скорость v0 = 0 (тело изначально покоится): Используем связь v^2 = v0^2 + 2 a s. v^2 = 0 + 2 · 30 м/с^2 · 5,0 м = 300 (м^2/с^2). v = sqrt(300) ≈ 17,32 м/с.
Найдём работу, совершённую силой за путь s. Поскольку сила и перемещение в одном направлении, работа W = F · s: W = 60 Н · 5,0 м = 300 Дж.
Проверка через изменение кинетической энергии: ΔK = 0.5 m v^2 = 0.5 · 2,0 кг · (17,32 м/с)^2 = 1,0 · 300 = 300 Дж. Совпадает с W, что и должно.
Найдём время, за которое тело прошло путь s. Используем уравнение движения для v0 = 0: s = v0 t + 0.5 a t^2 → 5,0 м = 0.5 · 30 м/с^2 · t^2. t^2 = 10 / 30 = 1/3 → t = sqrt(1/3) ≈ 0,577 s.
Найдём среднюю мощность за весь путь: P_avg = W / Δt = 300 Дж / 0,577 с ≈ 5,20 · 10^2 Ватт (≈ 520 Вт).
Мгновенная мощность в момент завершения пути: P_inst на момент окончания пути равна произведению силы на скорость в этот момент: P_inst = F · v ≈ 60 Н · 17,32 м/с ≈ 1,04 · 10^3 Вт (≈ 1040 Вт).
Итог
- Работа, совершаемая силой: W = 300 Дж.
- Конечная скорость: v ≈ 17,32 м/с.
- Средняя мощность за путь: P_avg ≈ 520 Вт.
- Мгновенная мощность в момент завершения пути: P_inst ≈ 1040 Вт.
Короткие пояснения
- В гладком (без сопротивления) участке сила, приложенная к телу, превращается в кинетическую энергию тела; поэтому W = ΔK.
- Средняя мощность зависит от времени, за которое тело проходит путь; мгновенная мощность может быть больше средней, особенно к концу траектории, когда скорость большая.
- Если бы поверхность имела трение, часть работы ушла бы на нагрев и на иные потери, и W не равнялся бы только ΔK.
Понравился ответ?
Задай свой вопрос
Напиши любую задачу или вопрос, а нейросеть её решит



