Задачи по физике. Работа двигателя формула

Пример решения задачи на определение работы двигателя автомобиля

Необходимо: определить работу двигателя, равноускорено движущегося автомобиля. Известно, что на участке пути равном ста метрам, автомобиль развил скорость сто восемь километров в час (тридцать метров в секунду), масса автомобиля две тысячи килограмм, коэффициент трения равен ноль целых пять сотых.

Дано: s=100 м; v=20 м/сек; m=2000 кг; κ=0,05Найти: A-?

Решение

Запишем формулу для определения работы

A=F*s ,

где F – сила тяги, а s – путь.

Сила тяги состоит из силы $F_1={kappa}*m*g$ , необходимой для равномерного перемещения автомобиля и силы F_2=m*a

придающей автомобилю ускорение

Формула для определения работы двигателя автомобиля принимает вид

A={kappa}*m*g*s+m*a*s

Ускорение a найдем из формулы v^2=2*a*s $a={v^2}/{2*s}$

Получаем итоговую формулу работы и производим расчет

$A={kappa}*m*g*s+{m*v^2}/2$ $A=0,05*2000*9,8*100+{2000*30^2}/2=128000$ Дж

Ответ: работа двигателя равноускорено движущегося автомобиля равна 128000 джоуль.

Поделитесь с друзьями:

zadachi-po-fizike.electrichelp.ru

Работа и мощность - определения и формулы

Каждое тело, совершающее движение, можно охарактеризовать работой. Иными словами, она характеризует действие сил.

Работа определяется как:Произведение модуля силы и пути пройденного телом, умноженное на косинус угла между направлением силы и движения.

formula_1

Работа измеряется в Джоулях:1 [Дж] = [H * м] = [кг* м2/c2]

К примеру, тело A под действием силы в 5 Н, прошло 10 м. Определить работу совершенную телом.

formula_2

Так как направление движения и действия силы совпадают, то угол между вектором силы и вектором перемещения будет равен 0°. Формула упроститься, потому что косинус угла в 0° равен 1.

formula_3

Подставляя исходные параметры в формулу, находим:A= 15 Дж.

Рассмотрим другой пример, тело массой 2 кг, двигаясь с ускорением 6 м/ с2, прошло 10 м. Определить работу проделанную телом, если оно двигалось по наклоненной плоскости вверх под углом 60°.

formula_4

Для начала, вычислим какую силу нужно приложить, что бы сообщить телу ускорение 6 м/ с2.

formula_5

F = 2 кг * 6 м/ с2 = 12 H.Под действием силы 12H, тело прошло 10 м. Работу можно вычислить по уже известной формуле:

formula_6

Где, а равно 30°. Подставляя исходные данные в формулу получаем:A= 103, 2 Дж.

Мощность

Множество машин механизмов выполняют одну и ту же работу за различный промежуток времени. Для их сравнения вводится понятие мощности.Мощность – это величина, показывающая объем работы выполненный за единицу времени.

formula_7

Мощность измеряется в Ватт, в честь Шотландского инженера Джеймса Ватта.1 [Ватт] = 1 [Дж/c].

К примеру, большой кран поднял груз весом 10 т на высоту 30 м за 1 мин. Маленький кран на эту же высоту за 1 мин поднял 2 т кирпича. Сравнить мощности кранов.Определим работу выполняемую кранами. Груз поднимается на 30м, при этом преодолевая силу тяжести, поэтому сила, затрачиваемая на поднятие груза, будет равна силе взаимодействия Земли и груза(F = m * g). А работа – произведению сил на расстояние пройденное грузами, то есть на высоту.

formula_8

Для большого крана A1 = 10 000 кг * 30 м * 10 м / с2 = 3 000 000 Дж, а для маленького A2 = 2 000 кг * 30 м * 10 м / с2 = 600 000 Дж.Мощность можно вычислить, разделив работу на время. Оба крана подняли груз за 1 мин (60 сек).

formula_9

Отсюда:N1 = 3 000 000 Дж/60 c = 50 000 Вт = 50 кВт.N2 = 600 000 Дж/ 60 c = 10 000 Вт = 10 к Вт.Из выше приведенных данных наглядно видно, что первый кран в 5 раз мощнее второго.

fizikatyt.ru

Пример решения задачи на определение мощности двигателя шахтной клети

Известно, что груженая клеть массой четыре тысячи килограмм, равноускорено поднимается из шахты глубиной сто двадцать метров за сорок секунд.Необходимо: определить мощность двигателя.

Дано: m=4000 кг; h=120 м; t=40 сек; g=9,8 м/сек2Найти: P-?

Решение

Формула для определения мощности двигателя

P=A/t