8. При выполнении эксперимента учащимся были получены данные, приведенные в таблице. h, M 2 1 м 6 КПД F, H 5 Fταια, Η 8 А полез, Дж Ахат, Дж а) Запишите формулу механической работы. [1] b) Используя измерения, полученные в ходе эксперимента, вычислите полезную работу по подъему тела на высоту h (Аполез). [1] с) Определите работу, совершаемую при движении тела по наклонной плоскости (Азат). [1] d) Найдите коэффициент полезного действия наклонной плоскости. [1]
Начальная потенциальная энергия Еп=mgh=980*m кинетическая энергия рассчитывается по формуле Ек= m*v^2/2 есть соотношение Еп/Ек=4 его можно переписать так: 9,8*m*h/(m*v^2/2)=4 для удобства примем, что камень у нас весит 1 кг. можно любой другой вес, он всеравно сократится, просто с килограммовым камнем меньше путаницы и недопонимания. тогда формула примет такой вид: 19,6*h/v^2=4 тогда выразим высоту: h=4*v^2/19,6 потенциальная энергия килограммового камня на 100-метровой высоте 980 Дж. тогда на высоте h при которой потенциальная энергия этого камня больше кинетической в 4 раза суммарная энергия будет выглядеть так: 9,8*h+v^2/2=980 выразим v^2 и поставим в предыдущее уравнение V^2=2*(980-9,8*h) тогда h=8*(980-9,8*h)/19,6 h=(7840-78,4*h)/19,6 h=400-4*h h=400/5 h=80 (m) теперь можно подставить эту высоту в какое-нибудь уравнение и посчитать скорость v^2=2*(980-9,8*80) v^2=392 v=19,8 (м/с)
Вобщем - изменение внутренней энергии системы равно сумме из работы внешних сил и количества теплоты, которое эта система получила из вне или отдала. записывается это так: dU = A + Q. теперь представим, что система у нас изолированная, т.е. А=0 и Q=0, тогда и изменение внутренней энергии системы dU = 0. говоря, простым языком если система у нас состоит из одного единственного тела и она изолирована, то его температура все время будет постоянной. если же система состоит допустим из двух тел и одно более горячее чем другое, то при соприкосновении этих тел тепловая энергия будет передаваться от более нагретой тела к телу менее нагретому до тех пор, пока их температуры не сравнится, при этом количество теплоты, отданное более горячим телом будет в точности равняться количеству теплоты, полученному телом менее горячим. записать это можно так: Qп = Qo это и есть уравнение теплового баланса для изолированной системы.
Дано: СИ
h = 20 см 0,2 м
L = 50 см 0,5 м
F тяжести = 3 Н
F тяги = 2 Н
А полез - ?
А соверш - ?
КПД - ?
Решение.
1)
Формула механической работы:
A = F·S
2)
Полезная работа:
А полез = F тяжести·h = 3·0,2 = 0,6 Дж
3)
Совершенная работа:
А соверш = F тяги·L = 2·0,5 = 1Дж
4)
Коэффициент полезного действия:
КПД = А полез · 100% / А соверш
КПД = 0,6*100%/1 = 60%