CP-38. Механическая работа. Единицы работы ВАРИАНТ № 1 1. Автомобиль проехал равномерно расстояние 5 км. Сила тяги автомобиля 3 кН. Какую работу совершила сила тяги автомобиля?' 2. Штангист поднимает гирю массой 24 кг на высоту 2 м. Какую работу он при этом совершает? 3. При падении воды массой 2 т совершается работа 400 кДж. С какой высоты падает вода?

Решение задачи №1:

Для решения задачи используем формулу работы:

\[ A = F \cdot s \]

где:

• \( A \) - работа, совершаемая силой (в Джоулях);
• \( F \) - сила, приложенная к объекту (в Ньютонах);
• \( s \) - расстояние, на которое перемещается объект под действием силы (в метрах).

В данной задаче:

• Сила тяги автомобиля \( F = 3 \) кН \( = 3000 \) Н;
• Расстояние \( s = 5 \) км \( = 5000 \) м.

Подставляем значения в формулу:

\[ A = 3000 \cdot 5000 = 15000000 \text{ Дж} \]

Переводим Джоули в килоджоули или мегаджоули для удобства:

\[ A = 15000 \text{ кДж} = 15 \text{ МДж} \]

Ответ: \( A = 15 \text{ МДж} \)

Решение задачи №2:

Работа, совершаемая штангистом при поднятии гири, равна изменению потенциальной энергии гири:

\[ A = m \cdot g \cdot h \]

где:

• \( A \) - работа (в Джоулях);
• \( m \) - масса гири (в килограммах);
• \( g \) - ускорение свободного падения (приблизительно \( 9.8 \) м/с²);
• \( h \) - высота, на которую поднимают гирю (в метрах).

В данной задаче:

• Масса гири \( m = 24 \) кг;
• Высота \( h = 2 \) м;
• \( g = 9.8 \) м/с².

Подставляем значения в формулу:

\[ A = 24 \cdot 9.8 \cdot 2 = 470.4 \text{ Дж} \]

Ответ: \( A = 470.4 \text{ Дж} \)

Решение задачи №3:

В данной задаче работа силы тяжести совершается при падении воды. Работа равна изменению потенциальной энергии воды:

\[ A = m \cdot g \cdot h \]

где:

• \( A \) - работа (в Джоулях);
• \( m \) - масса воды (в килограммах);
• \( g \) - ускорение свободного падения (приблизительно \( 9.8 \) м/с²);
• \( h \) - высота падения воды (в метрах).

В данной задаче:

• Масса воды \( m = 2 \) т \( = 2000 \) кг;
• Работа \( A = 400 \) кДж \( = 400000 \) Дж;
• \( g = 9.8 \) м/с².

Выражаем высоту \( h \) из формулы:

\[ h = \frac{A}{m \cdot g} \]

Подставляем значения:

\[ h = \frac{400000}{2000 \cdot 9.8} = \frac{400000}{19600} \approx 20.41 \text{ м} \]

Ответ: \( h \approx 20.41 \text{ м} \)