Краткое пояснение: Лабораторная работа поможет рассчитать мощность человека при подъеме по лестнице и выяснить, от каких величин она зависит.
Цель работы: научиться рассчитывать мощность человека при подъеме по лестнице и выяснить, от каких величин она зависит.
Оборудование: часы, линейка, весы напольные.
Ход работы:
- Все расчеты проводите при помощи калькулятора.
- Измерьте массу своего тела на бытовых весах.
- Рассчитайте силу, которая численно равна силе тяжести, действующей на вас, по формуле F = mg. (g=10 Н/кг).
- Измерьте с помощью рулетки или измерительной ленты высоту h одной ступеньки на вашей лестнице.
- Подсчитайте количество ступеней (n) на вашей лестнице между первым и вашем этажом и найдите расстояние между этими этажами H = h*n.
- Рассчитайте механическую работу, которую вы совершаете, поднимаясь по лестнице на ваш этаж, по формуле А = F*H
- Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.
- Измерьте с помощью часов с секундной стрелкой время вашего подъема на свой этаж дома.
- Рассчитайте механическую мощность, которую вы развиваете при подъеме N=A/t и запишите результат в таблицу.
1. Определение работы и мощности
| Масса, m (кг) |
Высота подъема, H, м |
Время подъема, t (c) |
Работа A (Дж) |
Мощность N (Вт) |
|
|
|
|
|
11. Запишите вывод. (От чего зависит мощность)
12. Решите задачи:
а) Сколько времени понадобится человеку массой 60 килограмм, чтобы подняться по лестнице высотой 6 м, развивая мощность .
Рассчитайте мощность, развиваемую человеком, поднимающимся по ... м за 10 секунд, если масса тела равна 80 килограмм.
Решение:
а) Дано:
- m = 60 кг
- h = 6 м
- N = ? (мощность не указана)
- g = 10 Н/кг
Решение:
- Найдем силу тяжести: F = mg = 60 кг * 10 Н/кг = 600 Н
- Найдем работу: A = Fh = 600 Н * 6 м = 3600 Дж
- Предположим, что мощность N = 100 Вт (если мощность будет указана, подставьте её в формулу)
- Тогда время: t = A/N = 3600 Дж / 100 Вт = 36 секунд
б) Дано:
- m = 80 кг
- t = 10 c
- h = ? (высота не указана)
- g = 10 Н/кг
Решение:
- Предположим, что высота h = 3 м (если высота будет указана, подставьте её в формулу)
- Найдем силу тяжести: F = mg = 80 кг * 10 Н/кг = 800 Н
- Найдем работу: A = Fh = 800 Н * 3 м = 2400 Дж
- Найдем мощность: N = A/t = 2400 Дж / 10 с = 240 Вт
Ответ: а) 36 секунд, б) 240 Вт