1 Что такое мощность?
Мощность - это физическая величина, которая характеризует скорость, с которой работа совершается или энергия перерабатывается.
2 Как называют единицу мощности в СИ?*
Единица мощности в СИ - ватт (Вт).
3 Может ли мощность силы быть отрицательной? Приведите примеры сил с отрицательной мощностью.
Мощность силы может быть отрицательной, если направление силы и направление смещения тела различны. Например, при снижении тяжелого тела вверх, направление силы тяжести вниз, а направление смещения - вверх. Таким образом, мощность силы будет отрицательной.
1 Какую работу совершили за год генераторы электростанции, если их средняя мощность за год была равна N = 2,5 МВт? Ответ выразите в джоулях.
Для вычисления работы совершенной генераторами за год необходимо узнать, сколько часов в году (8760) и умножить это на среднюю мощность генераторов (2,5 МВт): Работа = Мощность * Время = 2,5 * 10^6 Вт * 8760 ч = 21 900 000 000 Дж.
2 Определите среднюю мощность человека при быстрой ходьбе, если за ∆t = 0,5 ч он делает 2500 шагов. Известно, что, делая один шаг, человек совершает работу A = 36 Дж.
Сначала необходимо найти работу, совершаемую человеком за один шаг: A = 36 Дж Затем можно вычислить среднюю мощность человека при быстрой ходьбе: Средняя мощность = A / ∆t = 36 Дж / (0,5 ч * 2500) = 0,0288 Вт.
3 Оцените вашу мощность при подъёме по лестнице. Для этого подсчитайте, на какую высоту вы подниметесь за 10 с, за 1 мин при равномерном подъёме. Как изменится мощность, если вы будете подниматься с вдвое меньшей скоростью, с вдвое большей скоростью?
Чтобы оценить свою мощность при подъеме по лестнице, необходимо вычислить работу, которую вы совершаете за определенное время. Пусть ваша масса составляет m = 70 кг, а вы поднимаетесь на высоту h = 5 м за время t = 10 с. Тогда работа, совершаемая вами при подъеме, равна: A = mgh = 70 кг * 9,81 м/с^2 * 5 м = 3435 Дж. Средняя мощность при подъеме на высоту h за время t будет равна: Средняя мощность = A / t = 3435 Дж / 10 с = 343,5 Вт. Если вы будете подниматься с вдвое меньшей скоростью, то время подъема увеличится вдвое, а работа и мощность останутся прежними. Если вы будете подниматься с вдвое большей скоростью, то время подъема уменьшится вдвое, а работа и мощность также останутся прежними.
4 Проанализируйте решение задачи 1 из параграфа. Уменьшится ли время подъёма на ту же высоту другого спортсмена, если он будет развивать ту же мощность, а его масса равна 60 кг? Найдите время подъёма более лёгкого спортсмена.
5 Самолёт летит прямолинейно горизонтально с постоянной скоростью 1000 км/ч. Вычислите силу сопротивления движению самолёта, если его двигатели развивают мощность 1,8 МВт.
6 Автомобиль массой m = 2 т движется прямолинейно по горизонтальной дороге со скоростью v = 72 км/ч, преодолевая силу сопротивления, равную 0,05 его веса. Какую мощность развивает двигатель автомобиля?