Часто на продуктах пишут их энергетическую ценность в килокалориях (ккал). 1 ккал соответствует 4200 Дж. Денис съел порцию салата энергетической ценностью 150 ккал. На
сколько этажей небоскрёба нужно будет подняться Денису по лестнице для того, чтобы
израсходовать полученную при употреблении салата энергию? Считайте, что Денис сжигает
в 10 раз больше калорий, чем совершает полезной работы. Высота одного этажа равна 3 м,
масса Дениса 75 кг, ускорение свободного падения 10 Н/кг.

Показать ответ

Ответ:

nikputen1

12.01.2022 18:30

1. Дано:

$m_{1} = 100$ кг

$m_{2} =20$ г = 0,02 кг

$v_{2} = 500$ м/с

Найти: $v_{1}-?$

Решение. Имеем замкнутую систему тел, то есть такую систему тел, на которую не действуют внешние силы, а любые изменения состояния этой системы являются результатом действия внутренних сил системы. Значит, можем применить закон сохранения импульса. Поскольку лодка остановится только после трех ударов, то:

$p_{1} = 3p_{2},$

где $p_{1}=m_{1}v_{1}$ — импульс лодки с охотником, $p_{2} = m_{2}v_{2}$ — импульс заряда оружия.

Имеем: $m_{1}v_{1} = 3m_{2}v_{2} \Rightarrow \boxed{v_{1} = \frac{3m_{2}v_{2}}{m_{1}} }$

Определим значение искомой величины:

$v_{1} = \dfrac{3 \cdot 0,02\cdot 500}{100} = 0,3$ м/с

ответ: 0,3 м/с.

2. Дано:

$v_{0} = 0$

m = 2 кг

h = 10 м

A = 240 Дж

g = 9,8 м/с²

Найти: a - ?

Решение. Совершенная работа состоит из потенциальной и кинетической энергий:

$A = E_{p} + E_{k}$

Потенциальная энергия $E_{p}$ — энергия, которой обладает тело вследствие взаимодействия с другими телами или вследствие взаимодействия частей тела. Потенциальную энергию тела, поднятого над Землей можно найти по формуле:

$E_{p} = mgh$

Кинетическая энергия $E_{k}$ — физическая величина, которая характеризует механическое состояние движущегося тела и равна половине произведения массы тела на квадрат скорости его движения:

$E_{k} = \dfrac{mv^{2}}{2}$

Имеем: $A = mgh + \dfrac{mv^{2}}{2}$

Выразим величину $v \colon$

$A -mgh = \dfrac{mv^{2}}{2}; ~~~ 2(A-mgh)=mv^{2}; ~~~ \dfrac{2(A-mgh)}{m}=v^{2};$

$v = \sqrt{\dfrac{2(A-mgh)}{m} }.$

Поскольку тело движется равноускоренно, то имеют место следующие формулы перемещения:

$1) ~ s = \dfrac{v+v_{0}}{2}t; ~~~ 2)~ s = \dfrac{v^{2}-v_{0}^{2}}{2a}; ~~~ 3) ~ s = v_{0}t + \dfrac{at^{2}}{2}$

Для данной задачи подойдет формула (2). Здесь s = h и $v_{0}=0$

Имеем: $h = \dfrac{v^{2}}{2a} \Rightarrow a = \dfrac{v^{2}}{2h} = \dfrac{\left(\sqrt{\dfrac{2(A-mgh)}{m} } \right)^{2}}{2h} = \dfrac{A-mgh}{mh} = \dfrac{A}{mh} - g$

Таким образом, $\boxed{a = \frac{A}{mh} - g }$

Определим значение искомой величины:

$a = \dfrac{240}{2 \cdot 10} - 9,8 = 2,2$ м/с²

ответ: 2,2 м/с².

3. Дано:

$v_{0} = 0$

v = 540 км/ч = 150 м/с.

m = 5 т = 5000 кг

s = 600 м

g = 9,8 м/с²

$\mu = 0,2$

Найти: N-?

Решение. На самолет действуют четыре силы: сила тяжести $m\vec{g}$ , сила $\vec{N}$ нормальной реакции опоры, сила тяги $\vec{F}_{_{\text{T}}}$ и сила трения $\vec{F}_{_{\text{TP}}}$

Самолет увеличивает скорость своего движения, значит, ускорение и движение самолета имеют одинаковое направление.

Запишем второй закон Ньютона в общем виде:

$\vec{N} +m\vec{g}+\vec{F}_{_{\text{T}}} +\vec{F}_{_{\text{TP}}} = \vec{F}$

Здесь $\vec{F}$ — равнодействующая всех сил.

Спроектируем уравнение на оси координат:

$\left\{\begin{array}{ccc}Ox\colon ~ F_{_{\text{T}}} - F_{_{\text{TP}}} = F,\\Oy \colon ~ N - mg = 0.~~\end{array}\right$

Решим полученную систему, зная что $F_{_{\text{T}}} = ma$ и $F_{_{\text{TP}}} = \mu N\colon$

$F = ma - \mu mg$

Поскольку самолет движется равноускоренно, то $a = \dfrac{v^{2}}{2s},$ поэтому:

$F = \dfrac{mv^{2}}{2s} - \mu mg$

Мощность — физическая величина, характеризующая скорость выполнения работы и равная отношению работы A=Fs к интервалу времени , за который эта работа выполнена:

$N = \dfrac{A}{t}= \dfrac{Fs}{t} = \dfrac{Fvt}{t} = Fv$

Таким образом, $\boxed{N = \left(\frac{mv^{2}}{2s} - \mu mg \right)v}$

Определим значение искомой величины:

$N = \left(\dfrac{5000 \cdot 150^{2}}{2\cdot 600} - 0,2 \cdot 5000 \cdot 9,8 \right)\cdot 150 = 13~915~500$ Вт

ответ: 13,92 МВт.

0,0(0 оценок)

Ответ:

leda2003

24.07.2020 02:33

В пространстве параллельно друг другу, и перпендикулярно вектору gg находятся 3 плоские, бесконечно протяжённые равномерно заряженные диэлектрические пластины. Расстояния между пластинами равны H12=200смH12=200см и H23=50смH23=50см. Потенциал средней пластины равен Φ=−2ВΦ=−2В, а потенциалы крайних пластин равны 0. Из некоторой точки нижней пластины вылетает заряженная частица массы m=100гm=100г с зарядом Q=1КлQ=1Кл со скоростью v=5м/сv=5м/с, направленной под углом α=30∘α=30∘ к пластине. Частица может свободно проходить сквозь среднюю пластину, но мгновенно поглощается при столкновении с крайними пластинами. Каково горизонтальное смещение частицы от начального момента до момента поглощения частицы? Решение: В пространстве между первыми двумя пластинами частица находится в ускоряющем поле, а между вторыми двумя пластинами — в замедляющем. Сила, действующая на частицу в первом пространстве, равна F=−ϕQ/H12−mg=0F=−ϕQ/H12−mg=0 (ΦΦ — потенциал средней пластины), и траектория частицы в этом пространстве — прямая. Смещение частицы вдоль этой прямой равно L1=346смL1=346см. Во втором пространстве сила, действующая на частицы есть F=QΦ/H23−mg=−5HF=QΦ/H23−mg=−5H, что придаёт частице ускорение g∗=5gg∗=5g. Время пролета частицы между второй и третьей пластинами до высшей точки траектории равно t=vY/g∗t=vY/g∗, а наибольшая высота подъёма — Hmax=v2Y/2g∗Hmax=vY2/2g∗. Подставляя численные значения, получим Hmax=0,0625мhttps://earthz.ru/solves/Zadacha-po-fizike-5255

вот так?

0,0(0 оценок)

Популярные вопросы: Физика