ХОТЯ БЫ ОДНО ИЗ ЗАДАНИЙ. 1. Сравнить механическую работу необходимую для равномерного поднятия тела на высоту 50 см и 1, 5 м. 2. Какова мощность двигателя автомобиля, если при силе тяги 0, 8 кН он движется 20 минут со скоростью 54 км/ч ?

ОбъяснеЦель работы: убедиться на опыте в том, что полезная работа, выполненная с простого механизма (наклонной плоскости), меньше полной.

"Золотое правило" механики гласит, что при отсутствии силы трения работа, совершенная при подъеме тела вверх по вертикали на высоту h равна работе при подъеме тела по наклонной плоскости на высоту h при равномерном перемещении тела.

В первом случае работа равна:

А1 = Fтh, где

F сила тяжести действующая на тело, h - высота подъема. Во втором случае работа равна: А2 = Fl, где

F - сила, прилагаемая к телу для перемещения его равномерно по наклонной плоскости,

l - длина наклонной плоскости. А1 = А2 при отсутствии силы трения. При наличии силы трения работа: А2 > А1

А2 - полная работа, которую нужно произвести, поднимая тело на высоту h с наклонной плоскости. А1 - полезная работа, которую нужно произвести, поднимая тело на высоту h без наклонной плоскости.

Разделив полезную работу на полную, получим КПД наклонной плоскости и выразим его в процентах

Ход работы описан в учебнике.

Вычисления

Дополнительное задание.

Согласно "Золотому правилу" механики при отсутствии трения имеем:

отсюда

именно во столько раз мы выигрываем в силе, применяя эту наклонную плоскость.

ответ: 1. 46,2 Дж

2. 25 м/с

Объяснение: 1. Дано:

G(гравитационная постоянная) =  6.67 * 10^(-11) м^(3)*кг^(-1)*с^(-2)

                                      m = 2 кг

                                       h =  15 м

                                       M = 7 × 10^(22) кг

                                       R = 1738 км = 1738 * 10^(3)

                                       Ep -?

Найдем ускорение свободного падения на Луне g = G*M/R^(2)

g = 6,67 * 10^(-11) * 7 * 10^(22) / (1738 * 10^(3))^(2) = 1,54 ( м/с^(2) )

Ep = mgh = 2 * 1,54 * 15 = 46,2 (Дж)

2. Дано:

h = 30 м

U = 5 м/с

g = 10 м/с^(2)

Un( скорость в момент касания земли) - ?

Запишем  вот такое уравнение

h = Ut + g * t^(2)/2

и такое Un = U + gt  из этого уравнения выведем t

t=(Un - U)/g, следовательно получим h = U*(Un - U)/g + g*(Un-U)^(2)/(2*g^(2)), подставим цифры

30 = (5*Un -25)/10 + (Un^(2)-10*Un +25)/20, после множества преобразований получим, что Un^(2) = 625

значит Un = 25 м/с