Вопрос:

ЗАДАНИЕ 37 При подъёме тела массой m на высоту h совершается работа A = mgh, так как сила, необходимая для подъёма, равна mg, путь равен h. Если подъём осуществляется n раз, то работа A = nmgh. Руководствуясь этими соображениями, измерьте мощность, которую вы развиваете при двадцатикратном подъёме выбранного вами груза. Проделайте измерения для грузов массой 1; 2; 5 кг, поднимая их равномерно на высоту вытянутой руки. В качестве груза можно использовать стопку книг, пачку соли, двухлитровую бутылку с водой. Выдвиньте гипотезу, почему ваши результаты зависят от массы груза, который вы поднимаете.

Ответ:

Для выполнения этого задания, нам потребуется выполнить несколько шагов и измерений: 1. Измерение высоты подъема: * Измерьте высоту, на которую вы поднимаете груз (высоту вытянутой руки). Обозначим эту высоту как ( h ). Важно, чтобы во всех измерениях высота была одинаковой. 2. Подъем грузов и измерение времени: * Выберите груз массой 1 кг. Поднимите его 20 раз на высоту ( h ), стараясь делать это равномерно. Засеките общее время, затраченное на 20 подъемов. Обозначим это время как ( t_1 ). * Повторите то же самое для грузов массой 2 кг и 5 кг. Засеките время для каждого груза: ( t_2 ) для 2 кг и ( t_3 ) для 5 кг. 3. Расчет работы: * Работа, совершаемая при подъеме груза, рассчитывается по формуле: $$A = n \cdot m \cdot g \cdot h$$ где: * ( n ) – количество подъемов (в нашем случае 20), * ( m ) – масса груза (1 кг, 2 кг, 5 кг), * ( g ) – ускорение свободного падения (приблизительно 9.8 м/с²), * ( h ) – высота подъема. 4. Расчет мощности: * Мощность рассчитывается как работа, деленная на время: $$P = \frac{A}{t}$$ где: * ( A ) – работа, совершённая при подъеме груза, * ( t ) – время, затраченное на выполнение работы. 5. Пример расчета: * Предположим, высота подъема ( h = 0.7 ) метра. 1. Для груза 1 кг: * Предположим, время 20 подъемов ( t_1 = 15 ) секунд. * Работа: ( A_1 = 20 \cdot 1 \cdot 9.8 \cdot 0.7 = 137.2 ) Дж * Мощность: ( P_1 = \frac{137.2}{15} \approx 9.15 ) Вт 2. Для груза 2 кг: * Предположим, время 20 подъемов ( t_2 = 25 ) секунд. * Работа: ( A_2 = 20 \cdot 2 \cdot 9.8 \cdot 0.7 = 274.4 ) Дж * Мощность: ( P_2 = \frac{274.4}{25} \approx 10.98 ) Вт 3. Для груза 5 кг: * Предположим, время 20 подъемов ( t_3 = 60 ) секунд. * Работа: ( A_3 = 20 \cdot 5 \cdot 9.8 \cdot 0.7 = 686 ) Дж * Мощность: ( P_3 = \frac{686}{60} \approx 11.43 ) Вт 6. Анализ результатов: * Сравните значения мощности, которые вы получили для разных масс грузов. 7. Гипотеза: * Результаты зависят от массы груза, потому что для подъема более тяжелого груза требуется больше силы, а значит, и большая работа. При одинаковом количестве подъемов и высоте, увеличение массы приводит к увеличению работы, а следовательно, и мощности, особенно если время подъема не уменьшается пропорционально массе. Вывод: Мощность, развиваемая при подъеме груза, прямо пропорциональна массе груза и обратно пропорциональна времени, затраченному на подъем. Таким образом, чем больше масса груза, тем больше мощность требуется для его подъема на заданную высоту за определенное время.
Смотреть решения всех заданий с листа
Подать жалобу Правообладателю

Похожие