В сегодняшней статье кратко расскажем про работу и мощность в механике, а также приведем примеры задач для тех, кто учится их решать.
Больше полезной информации для студентов всех специальностей — на нашем телеграм-канале. Подписывайтесь!
Задачи на механическую работу и мощность с решениями
Задача №1. Нахождение механической работы
Условие
Грузчик равномерно толкает ящик с осциллографами по горизонтальному полу. Сила трения равна 450 Н. Найдите работу, совершенную грузчиком, если ящик передвинули на 20 метров.
Решение
Так как ящик двигался равномерно, то сила тяги грузчика равна силе трения.
Ответ: 9кДж
Задача №2. Расчет работы силы тяжести
Условие
Гантель массой 1 кг падает с высоты 10 метров. Какую работу совершает сила тяжести?
Решение
Ответ: 100 Дж.
mgh - выражение для потенциальной энергии камня в наивысшей точке.
Задача №3. Расчет механической мощности и работы
Условие
Деревенский житель поднимает ведро из колодца за 20 секунд, действуя с постоянной силой 80 Н. Глубина колодца равна h=10 м. Какую мощность развивает человек?
Решение
Сначала найдем работу, совершаемую при подъеме ведра, а затем вычислим мощность:
Ответ: 40 Вт.
Задача №4. Нахождение мощности. Связь мощности, силы и скорости
Условие
Мотороллер движется со скоростью 60 км/ч. Сила тяги двигателя равна 245 Н. Какую мощность развивает двигатель?
Решение
Переведем значение скорости в систему СИ и применим формулу, связывающую мощность, силу и скорость:
Ответ: 4092 Вт.
Задача №5. Нахождение механической работы.
Условие
Мощность двигателя трамвая равна 86 кВт. Какую работу может совершить трамвай за 2 часа непрерывной езды?
Решение
Работу можно вычислить из определения мощности:
Ответ: 619200 кДж
Вопросы на механическую мощность и работу
Вопрос 1. Сила тяжести действует на автомобиль, едущий по прямой и горизонтальной дороге. Совершает ли эта сила работу?
Ответ. Не совершает. Работу в данном случае совершает сила тяги двигателя автомобиля.
Вопрос 2. Приведите примеры механической работы.
Ответ. Примеры в которых совершается механическая работа:
- лошадь тянет телегу (работу совершает сила тяги лошади);
- бурлаки на Волге тянут баржу (работу совершает мускульная сила рук бурлаков);
- спортсмен поднимает штангу (работу совершает мускульная сила рук спортсмена).
Вопрос 3. Камень падает с неба. Совершает ли сила тяжести работу?
Ответ. Да, совершает. Это работа так называемых потенциальных, или диссипативных, сил.
Вопрос 4. Какие есть внесистемные единицы измерения мощности?
Ответ. Самая распространенная внесистемная единица измерения мощности - лошадиная сила.
1 лошадиная сила равна примерно 745 Ваттам.
Вопрос 5. Какая еще величина выражается в Джоулях?
Ответ. Джоуль — единица измерения не только работы, но и энергии.
Работа и мощность в механике
Работа в механике
Для работы существует множество определений. Нас в данном случае интересует лишь одно:
Механическая работа - скалярная физическая величина, равная произведению силы, действующей на тело, на модуль перемещения, которое совершает тело под действием этой силы.
Если направления векторов силы и перемещения не совпадают, в определение добавляется третий множитель: косинус угла альфа между векторами.
Единица измерения работы: Джоуль
Мощность в механике
Мощность показывает, какая работа совершается за единицу времени.
Механическая мощность - скалярная физическая величина, равная отношению работы ко времени, за которое она совершалась.
Мощность измеряется в Ваттах.
Нужна помощь в решении задач и других заданий? Обращайтесь в профессиональный студенческий сервис.
