Вопрос:

Часто на продуктах пишут их энергетическую ценность в килокалориях (ккал). 1 ккал соответствует 4200 Дж. Роман съел порцию салата энергетической ценностью 350 ккал. На какой этаж небоскрёба нужно будет подняться Роману по лестнице для того, чтобы израсходовать, полученную при употреблении салата энергию? Считайте, что Роман сжигает в 10 раз больше калорий, чем совершает полезной работы. Высота одного этажа равна 3 м, масса Романа 70 кг, ускорение свободного падения 10 Н/кг.

Ответ:

Привет! Давай разберёмся с этой задачей по физике. Это задача на энергию, так что приготовься к вычислениям!

Дано:

  • Энергетическая ценность салата: 350 ккал
  • 1 ккал = 4200 Дж
  • Соотношение сжигаемой энергии к полезной работе: в 10 раз больше
  • Высота одного этажа: 3 м
  • Масса Романа: 70 кг
  • Ускорение свободного падения: 10 Н/кг (или м/с²)

Найти:

  • Количество этажей, на которое поднимется Роман.

Решение:

  1. Переведём калории в Джоули:

    Сначала узнаем, сколько всего энергии получил Роман из салата, переведя килокалории в джоули:

    \[ E_{салат} = 350 \text{ ккал} \times 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{ккал}} \]

    \[ E_{салат} = 1470000 \text{ Дж} \]

  2. Определим полезную работу:

    По условию, Роман сжигает в 10 раз больше калорий, чем совершает полезной работы. Значит, полезная работа составляет 1/10 от всей сожжённой энергии.

    \[ E_{сожжено} = 1470000 \text{ Дж} \]

    \[ A_{полезная} = \frac{E_{сожжено}}{10} \]

    \[ A_{полезная} = \frac{1470000 \text{ Дж}}{10} = 147000 \text{ Дж} \]

  3. Рассчитаем работу, совершаемую при подъёме:

    Полезная работа при подъёме тела на высоту определяется формулой:

    \[ A_{полезная} = m \times g \times h \]

    Где:


    • $$m$$ — масса тела (Романа), 70 кг

    • $$g$$ — ускорение свободного падения, 10 Н/кг

    • $$h$$ — высота подъёма.

    Нам нужно найти высоту подъёма, поэтому преобразуем формулу:

    \[ h = \frac{A_{полезная}}{m \times g} \]

    \[ h = \frac{147000 \text{ Дж}}{70 \text{ кг} \times 10 \text{ Н/кг}} \]

    \[ h = \frac{147000}{700} \text{ м} \]

    \[ h = 210 \text{ м} \]

  4. Вычислим количество этажей:

    Теперь, зная общую высоту подъёма и высоту одного этажа, мы можем найти количество этажей.

    \[ \text{Количество этажей} = \frac{h}{h_{этажа}} \]

    \[ \text{Количество этажей} = \frac{210 \text{ м}}{3 \text{ м/этаж}} \]

    \[ \text{Количество этажей} = 70 \text{ этажей} \]

Ответ: Роман поднимется на 70 этажей.

Подать жалобу Правообладателю