Краткие ответы (вариант 2):
- \(s\approx6{,}7\) м
- \(t=50\) с
- \(E_k\approx1{,}42\cdot10^7\) Дж \(=14{,}2\) МДж — если скорость \(35\) км/ч. Если в условии \(35\) км/с, то \(1{,}84\cdot10^{14}\) Дж.
- \(h\approx26{,}7\) м при \(g=10\) м/с²; при \(g=9{,}8\) — около \(27{,}2\) м.
1. Расстояние
Дано:
\(F=600\) Н, \(\alpha=60^\circ\),
\(A=2\) кДж \(=2000\) Дж.
Найти: \(s\).
Решение:
Работа силы:
\[
A=Fs\cos\alpha
\]
Отсюда:
\[
s=\frac{A}{F\cos\alpha}
=\frac{2000}{600\cdot0{,}5}
\approx6{,}67\ \text{м}
\]
Ответ: \(s\approx6{,}7\) м.
2. Время
Дано:
\(P=500\) Вт,
\(A=25\) кДж \(=25\,000\) Дж.
Найти: \(t\).
Решение:
Мощность:
\[
P=\frac{A}{t}
\]
Значит:
\[
t=\frac{A}{P}
=\frac{25\,000}{500}
=50\ \text{с}
\]
Ответ: \(t=50\) с.
3. Кинетическая энергия
Дано:
\(m=3\cdot10^5\) кг,
\(v=35\) км/ч.
Перевод единиц: \[ 35\ \text{км/ч}=\frac{35}{3{,}6}\approx9{,}72\ \text{м/с} \]
Решение: \[ E_k=\frac{mv^2}{2} \] \[ E_k=\frac{3\cdot10^5\cdot(9{,}72)^2}{2} \approx1{,}42\cdot10^7\ \text{Дж} \]
Ответ: \(E_k\approx1{,}42\cdot10^7\) Дж \(=14{,}2\) МДж.
Если в №3 на фото всё-таки \(35\) км/с, то: \[ E_k=\frac{3\cdot10^5\cdot(35\,000)^2}{2} \approx1{,}84\cdot10^{14}\ \text{Дж} \]
4. Высота
Дано:
\(E_p=80\) Дж,
\(m=300\) г \(=0{,}3\) кг,
\(g=10\) м/с².
Найти: \(h\).
Решение:
Потенциальная энергия:
\[
E_p=mgh
\]
Отсюда:
\[
h=\frac{E_p}{mg}
=\frac{80}{0{,}3\cdot10}
=\frac{80}{3}
\approx26{,}7\ \text{м}
\]
Ответ: \(h\approx26{,}7\) м.
Что понять: работа зависит не от всей силы, а от её части, направленной вдоль перемещения, поэтому появляется \(\cos\alpha\). Мощность показывает, как быстро совершается работа. В формулы энергии обязательно подставляем массу в кг, скорость в м/с, высоту в м.
Проверка:
\(600\cdot6{,}67\cdot0{,}5\approx2000\) Дж;
\(500\cdot50=25\,000\) Дж;
\(0{,}3\cdot10\cdot26{,}7\approx80\) Дж.
