1. Яблоко массой 150 г свободно падает с ветки яблони на высоте 1 м на землю.
Какой будет кинетическая энергия яблока перед ударом о землю?
Чему равна его скорость перед ударом?
(Принять g=9.8Нкг).
ответ (округли до десятых):
υ≈...
м/сEк≈... Дж
2. Груз, масса которого 1 кг, ученик равномерно переместил к вершине наклонной плоскости длиной 1,1 м и высотой 0,2 м. При этом перемещении сила, направленная параллельно линии наклона плоскости, была равна 5,4Н.
Какой результат должен получить ученик при вычислении КПД установки?
(Принятьg≈10Нкг).
ответ (округли до целого числа): η≈...%.
Кинетическая энергия яблока перед ударом о землю может быть вычислена по формуле: Eк = (1/2) * m * υ², где Eк - кинетическая энергия, m - масса тела, υ - скорость тела.
Для начала нужно найти скорость яблока перед ударом о землю. Мы можем использовать закон сохранения энергии: потенциальная энергия (Ep) на высоте равна кинетической энергии (Ek) на земле.
Ep = m * g * h
Ek = Eп = m * g * h
(1/2) * m * υ² = m * g * h
(1/2) * υ² = g * h
υ² = 2 * g * h
υ = √(2 * g * h)
где √ - означает извлечение квадратного корня.
Подставим значения:
υ = √(2 * 9.8 * 1)
υ = √(19.6)
υ ≈ 4.4 м/с
Теперь, с использованием найденной скорости, мы можем найти кинетическую энергию яблока перед ударом о землю:
Eк = (1/2) * m * υ²
Eк = (1/2) * 0.15 * (4.4)²
Eк = (1/2) * 0.15 * 19.36
Eк ≈ 1.456 Дж (округляем до десятых).
Ответ: υ ≈ 4.4 м/с, Eк ≈ 1.5 Дж.
2. Во втором вопросе нам дана масса груза (m = 1 кг), длина наклонной плоскости (l = 1.1 м), высота (h = 0.2 м) и сила, действующая параллельно линии наклона плоскости (F = 5.4 Н). Также, нам дано ускорение свободного падения (g = 10 м/с²).
КПД (кпд/η) установки вычисляется по формуле: η = (работа полезная / затраченная работа) × 100%, где η - КПД, работа полезная - полезная работа, затраченная работа - полная работа.
Полная работа может быть вычислена по формуле: Wполн = сила * путь, где Wполн - полная работа, сила - действующая сила на груз, путь - перемещение груза вдоль наклонной плоскости.
Полезная работа может быть вычислена по формуле: Wполезн = m * g * h, где Wполезн - полезная работа, m - масса груза, g - ускорение свободного падения, h - высота.
Затраченная работа может быть вычислена по формуле: Wзатр = F * l, где Wзатр - затраченная работа, F - действующая сила, l - длина наклонной плоскости.
Подставим значения:
Wполезн = 1 * 10 * 0.2
Wполезн = 2 Дж
Wзатр = 5.4 * 1.1
Wзатр = 5.94 Дж
Теперь мы можем вычислить КПД установки:
η = (Wполезн / Wзатр) × 100%
η = (2 / 5.94) × 100%
η ≈ 33.7%
Ответ: η ≈ 34%.