zestaw4.pdf

Fizykauzupełniaj¡cadlastudentówwOiO

Cz¦±¢IV.Praca,mocienergia

Teoria

Praca

Prac¦ W jak¡ wykonała siła ~ F na drodze ~x deﬁniujemy, w ogólno±ci jako:

W = ~ F ~x (1)

W szczególnym przypadku kiedy ~ F i ~x maj¡ ten sam zwrot i kierunek powy»sze równanie

przyjmuje posta¢:

W = | ~ F || ~x |

(2)

Moc

Moc deﬁniujemy jako zdolno±¢ układu do wykonywania pracy z pewn¡ szybko±ci¡:

P = dW

(3)

Sredni¡ moc¡ okre±la wyra»enie:

P =

(4)

Energiakinetyczna

Energi¦ kinetyczn¡ ciała o masie m , wynikaj¡c¡ z poruszania si¦ z pr¦dko±ci¡ v opisuje

si¦ równaniem:

E k = mv 2

(5)

Energiapotencjalna

Energie potencjaln¡ ciała, na które działa w wyniku działania tego pola siła mg ,

wynikaj¡c¡ z pewnej wysoko±ci h nad poło»eniem, wzgl¦dem którego energia jest

liczona, opisuje si¦ równaniem:

E p = mgh (6)

Zadania

IV.1) Kamie« o masie m = 5 kg został rzucony w gór¦ z pr¦dko±ci¡ pocz¡tkow¡

v 0 = 36 km/h, po czym wpadł do studni o głeboko±ci d = 320 cm.

a) jak¡ ma pr¦dko±¢ podczas uderzenia o dno studni? b) jak wysoko podleciał do góry?

IV.2) Z karabinu wystrzelono pocisk kalibru 7,62x51 mm, który pokonał drog¦ s = 100

m, trac¡c 1/4 pr¦dko±ci pocz¡tkowej, po czym przebił ±ciank¦ ceglan¡ o grubo±ci

d = 10 cm, trac¡c 1/4 energii. Pr¦dko±¢ pocz¡tkowa pocisku to v 0 = 800 m/s, masa

m = 12 g. Zaniedbuj¡c sił¦ grawitacji (czyli równie» energi¦ potencjaln¡ pola

grawitacyjnego), policzy¢:

a) jaka jest ko«cowa energia kinetyczna pocisku. b) jaka jest pr¦dko±¢ ko«cowa

pocisku? c) jak¡ prac¦ wykonały siły tarcia? d*)jaka musiała by¢ ±rednia siła oporu

powietrza, a jaka muru?

IV.3) D¹wig unosi w gór¦ betonowy blok o masie m = 500 kg ze stałym

przyspieszeniem a = 1 , 2 m/s 2 na wysoko±¢ h = 10 m.

a) Obliczy¢ prac¦ jak¡ wykona silnik d¹wigu. b) Obliczy¢ moc silnika d¹wigu.

IV.4) Poci¡g o masie m = 1000 ton rusza ze stacji i po upływie t = 10 min osi¡ga

pr¦dko±¢ v k = 36 km/h. Współczynnik tarcia wynosi f = 0 , 01.

a) Jak¡ sił¦ generuje silnik poci¡gu? b) Jak¡ prac¦ wykonał silnik poci¡gu? c)Jaka była

±rednia moc pracy silnika ? d)*Ile kilogramów wody mo»na zagotowa¢ gdyby energia

tracona na tarcie posłu»yłaby do tego celu (zagotowanie kilograma wody wymaga

336kJ) ?

IV.5) Jaka jest pr¦dko±¢ maksymalna samolotu, je±li moc maksymalna jego silnika to

P = 1 , 69 MW, a siła oporu jest równa F o = 0 , 155 v 2 , gdzie v jest pr¦dko±ci¡

samolotu.

IV.6) Samochód o masie m = 1500 kg i mocy silnika P = 240 kW (320 hp) ruszył z

szczytu sporego wzgórza o wysoko±ci h = 120 m. Zjazd zaj¡ł mu t = 30 s. Jak¡ b¦dzie

mie¢ pr¦dko±¢ u podnó»a, je±li przez cał¡ drog¦ przyspieszał, a praca jak¡ wykonały

siły tarcia wynosi T = 8 MJ? Zakłada si¦ doskonał¡ przyczepno±¢ auta.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: