чем различаются мощность и работа

190*. Мотоцикл развивает силу тяги 350 Н при скорости движения 108 км/ч. Определите мощность мотоцикла и постройте график зависимости силы тяги от скорости движения.

Источник

Механическая работа

Для нас привычно понятие «работа» в бытовом смысле. Работая, мы совершаем какое-либо действие, чаще всего полезное. В физике (если точнее, то в механике) термин «работа» показывает, какую силу в результате действия приложили, и на какое расстояние тело в результате действия этой силы переместилось.

Например, нам нужно поднять велосипед по лестнице в квартиру. Тогда работа будет определяться тем, сколько весит велосипед и на каком этаже (на какой высоте) находится квартира.

Механическая работа — это физическая величина, прямо пропорциональная приложенной к телу силе и пройденному телом пути.

Чтобы рассчитать работу, нам необходимо умножить численное значение приложенной к телу силы F на путь, пройденный телом в направлении действия силы S. Работа обозначается латинской буквой А.

Механическая работа

А = FS

A — механическая работа [Дж]

F — приложенная сила [Н]

S — путь [м]

Если под действием силы в 1 ньютон тело переместилось на 1 метр, то данной силой совершена работа в 1 джоуль.

Поскольку сила и путь — векторные величины, в случае наличия между ними угла формула принимает вид.

Механическая работа

А = FScosα

A — механическая работа [Дж]

F — приложенная сила [Н]

S — путь [м]

α — угол между векторами силы и перемещения []

Числовое значение работы может становиться отрицательным, если вектор силы противоположен вектору скорости. Иными словами, сила может не только придавать телу скорость для совершения движения, но и препятствовать уже совершаемому перемещению. В таком случае сила называется противодействующей.

Для совершения работы необходимы два условия:

Сила, действующая на тело, может и не совершать работу. Например, если кто-то безуспешно пытается сдвинуть с места тяжелый шкаф. Сила, с которой человек действует на шкаф, не совершает работу, поскольку перемещение шкафа равно нулю.

Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).

Полезная и затраченная работа

Был такой мифологический персонаж у древних греков — Сизиф. За то, что он обманул богов, те приговорили его после смерти вечно таскать огромный булыжник вверх по горе, откуда этот булыжник скатывался — и так без конца. В общем, Сизиф делал совершенно бесполезное дело с нулевым КПД. Поэтому бесполезную работу и называют «сизифов труд».

Чтобы разобраться в понятиях полезной и затраченной работы, давайте пофантазируем и представим, что Сизифа помиловали и камень больше не скатывается с горы, а КПД перестал быть нулевым.

Полезная работа в этом случае равна потенциальной энергии, приобретенной булыжником. Потенциальная энергия, в свою очередь, прямо пропорциональна высоте: чем выше расположено тело, тем больше его потенциальная энергия. Выходит, чем выше Сизиф прикатил камень, тем больше полезная работа.

Потенциальная энергия

Е_п = mgh

m — масса тела [кг]

g — ускорение свободного падения [м/с 2 ]

h — высота [м]

На планете Земля g ≈ 9,8 м/с 2

Затраченная работа в нашем примере — это механическая работа Сизифа. Механическая работа зависит от приложенной силы и пути, на протяжении которого эта сила была приложена.

Механическая работа

А = FS

A — механическая работа [Дж]

F — приложенная сила [Н]

S — путь [м]

И как же достоверно определить, какая работа полезная, а какая затраченная?

Все очень просто! Задаем два вопроса:

В примере выше процесс происходит ради того, чтобы тело поднялось на какую-то высоту, а значит — приобрело потенциальную энергию (для физики это синонимы).

Происходит процесс за счет энергии, затраченной Сизифом — вот и затраченная работа.

Мощность

На заводах по всему миру большинство задач выполняют машины. Например, если нам нужно закрыть крышечками тысячу банок колы, аппарат сделает это в считанные минуты. У человека эта задача заняла бы намного больше времени. Получается, что машина и человек выполняют одинаковую работу за разные промежутки времени. Для того, чтобы описать скорость выполнения работы, нам потребуется понятие мощности.

Мощностью называется физическая величина, равная отношению работы ко времени ее выполнения.

Мощность

N = A/t

N — мощность [Вт]

A — механическая работа [Дж]

t — время [с]

Один ватт — это мощность, при которой работа в один джоуль совершается за одну секунду.

Также для мощности справедлива другая формула:

Мощность

N = Fv

N — мощность [Вт]

F — приложенная сила [Н]

v — скорость [м/с]

Как и для работы, для мощности справедливо правило знаков: если векторы направлены противоположно, значение мощности будет отрицательным.

Поскольку сила и скорость — векторные величины, в случае наличия между ними угла формула принимает следующий вид:

Мощность

N = Fvcosα

N — мощность [Вт]

F — приложенная сила [Н]

v — скорость [м/с]

α — угол между векторами силы и скорости []

Примеры решения задач

Задача 1

Ложка медленно тонет в большой банке меда. На нее действуют сила тяжести, сила вязкого трения и выталкивающая сила. Какая из этих сил при движении тела совершает положительную работу? Выберите правильный ответ:

Решение

Поскольку ложка падает вниз, перемещение направлено вниз. В ту же сторону, что и перемещение, направлена только сила тяжести. Это значит, что она совершает положительную работу.

Ответ: 3.

Задача 2

Ящик тянут по земле за веревку по горизонтальной окружности длиной L = 40 м с постоянной по модулю скоростью. Модуль силы трения, действующей на ящик со стороны земли, равен 80 H. Чему равна работа силы тяги за один оборот?

Решение

Поскольку ящик тянут с постоянной по модулю скоростью, его кинетическая энергия не меняется. Вся энергия, которая расходуется на работу силы трения, должна поступать в систему за счет работы силы тяги. Отсюда находим работу силы тяги за один оборот:

Ответ: 3200 Дж.

Задача 3

Тело массой 2 кг под действием силы F перемещается вверх по наклонной плоскости на расстояние l = 5 м. Расстояние тела от поверхности Земли при этом увеличивается на 3 метра. Вектор силы F направлен параллельно наклонной плоскости, модуль силы F равен 30 Н. Какую работу при этом перемещении в системе отсчета, связанной с наклонной плоскостью, совершила сила F?

Решение

В данном случае нас просят найти работу силы F, совершенную при перемещении тела по наклонной плоскости. Это значит, что нас интересуют сила F и пройденный путь. Если бы нас спрашивали про работу силы тяжести, мы бы считали через силу тяжести и высоту.

Работа силы определяется как скалярное произведение вектора силы и вектора перемещения тела. Следовательно:

A = Fl = 30 * 5 = 150 Дж

Ответ: 150 Дж.

Задача 4

Тело движется вдоль оси ОХ под действием силы F = 2 Н, направленной вдоль этой оси. На рисунке приведен график зависимости проекции скорости v x тела на эту ось от времени t. Какую мощность развивает эта сила в момент времени t = 3 с?

Решение

На графике видно, что проекция скорости тела в момент времени 3 секунды равна 5 м/с.

Мощность можно найти по формуле N = Fv.

N = FV = 2×5 = 10 Вт

Ответ: 10 Вт.

Попробуйте онлайн-курс подготовки к ЕГЭ по физике с опытным преподавателем в Skysmart!

Источник

А)Чем различаются понятия «мощность» и «работа»?

А)Чем различаются понятия «мощность» и «работа»?

Б)Почему мощность двигателя может служить его характеристикой, а работа нет?

Какаая мощность двигателя соверш?

Какаая мощность двигателя соверш.

Работу 30дж за 10сек.

Двигатель за 1 минуту произвёл работу 300 кдж?

Двигатель за 1 минуту произвёл работу 300 кдж.

Опредиелите мощность этого двигателя?

Какую работу совершает двигатель мощностью 8 кВт за 5 с?

Какую работу совершает двигатель мощностью 8 кВт за 5 с?

Какая мощность двигателя если за 2 минуты он выполняет работу 6 кДж?

Какая мощность двигателя если за 2 минуты он выполняет работу 6 кДж?

Опредилить мощность двигателя если он за 10 минут выполняет работу 7200кДж?

Опредилить мощность двигателя если он за 10 минут выполняет работу 7200кДж.

Какую работу совершает двигатель мощностью 22кВт за 0, 5ч?

Какую работу совершает двигатель мощностью 22кВт за 0, 5ч?

Двигатель совершил работу 720 кДж за 2ч?

Двигатель совершил работу 720 кДж за 2ч.

Какова мощность этого двигателя.

Какую работу совершает двигатель подъемного крана за 30мин работы, если его мощность 1кВт?

Какую работу совершает двигатель подъемного крана за 30мин работы, если его мощность 1кВт.

В сообщающихся сосудах жидкость устанавливается на одном и том же уровне.

Масса фосфора уменьшится в 8 раз, значит, полураспад произойдёт 3 раза (2³ = 8). Значит, через 14, 3·3 = 42, 9 сутки масса фосфора уменьшится в 8 раз. Ответ : г) через 42, 9 сут.

Молекулярное строение твердых телтаково, что молекулы расположены друг к другу очень близко (расстояние между молекулами намного меньше размеров самих молекул), а сдвинуть с места молекулы при таком расположении очень трудно. Поэтомутвердые теласохр..

Поставь лучший ответ, если не сложно.

Метод научного исследования, заключающийся в активном, систематическом, целенаправленном, планомерном и преднамеренном восприятии объекта, в ходе которого получается знание о внешних сторонах, свойствах и отношениях изучаемого объекта.

Она не видна человеческому глазу, может летать или качаться. (молекула).

Источник

Другие вопросы из категории

время движения,если расстояние между городами 30 км.

прошел путь 80 км? Сколько времени простоял автомобиль? С какой скоростью двигался автомобиль на отрезке пути ОА? (Ответ дать в м/с).

Читайте также

между излучением, создаваемым радиатором центрального отопления, и излучением горящей свечи?

3) какие превращения энергии происходят при свечении лампы карманного фонаря?

4) В какой материальной среде свет распространяется с наибольшей скоростью?

5) Почему тени даже при одном источнике света никогда не бывают совершенно темными?

6) Почему в комнате светло и тогда, когда прямые солнечные лучи в ее окна не попадают?

7) почему пучки света автомобильных фар видны в тумане, в пыльном воздухе?

8) Почему лица спортсмена-фехтовальщика, смотрящего через частую сетку,мы не видим, а фехтовальщик все предметы через сетку видит хорошо?

10) Для чего стекло для изготовления зеркала шлифуется и полируется с особой тщательностью?

11) угол падения луча=60. Каков угол отражения луча?

12) Угол падения луча-25. Чему равен угол между падающим и отраженными лучами?

13) Угол между падающим и отраженным лучами составляет 50. Под каким углом к зеркалу падает свет?

Источник

а)Чем различаются понятия «мощность» и «работа»?

б)Почему мощность двигателя может служить его характеристикой, а работа нет?

Другие вопросы из категории

Сделайте подробно и нормально, пожалуйста. )

Читайте также

между излучением, создаваемым радиатором центрального отопления, и излучением горящей свечи?

3) какие превращения энергии происходят при свечении лампы карманного фонаря?

4) В какой материальной среде свет распространяется с наибольшей скоростью?

5) Почему тени даже при одном источнике света никогда не бывают совершенно темными?

6) Почему в комнате светло и тогда, когда прямые солнечные лучи в ее окна не попадают?

7) почему пучки света автомобильных фар видны в тумане, в пыльном воздухе?

8) Почему лица спортсмена-фехтовальщика, смотрящего через частую сетку,мы не видим, а фехтовальщик все предметы через сетку видит хорошо?

10) Для чего стекло для изготовления зеркала шлифуется и полируется с особой тщательностью?

11) угол падения луча=60. Каков угол отражения луча?

12) Угол падения луча-25. Чему равен угол между падающим и отраженными лучами?

13) Угол между падающим и отраженным лучами составляет 50. Под каким углом к зеркалу падает свет?

Источник