Тема урока: Работа и мощность тока
Сопоставьте энергетические превращения в различных устройствах.
Задание 1
Сопоставьте предложенные варианты:
1) Сверло
2) Фонарик
3) Кипятильник
4) Музыкальный проигрыватель
5) Кран
Варианты ответов:
1) Механическая энергия
2) Световая энергия
3) Акустическая энергия
4) Тепловая энергия
5) Потенциальная энергия
Задание 2
Сопоставьте предложенные варианты:
1) Вентилятор U=12 В, q=1 Кл
2) Веб-Камера U=5 В, q=3 Кл
3) mp3-плеер U= 5 В, q=5 Кл
4) Фонарик U= 3,6 В, q= 10 Кл
Варианты ответов:
1) №1 (наименьший)
2) №3 (ещё больше)
3) №4 (наибольший)
4) №2 (больше)
Задания по фотке
Задание 3
Выберите один правильный вариант ответа:
Вычислите работу, проделанную протекающим через лампочку электрическим током. (Фотка №1)
1) 2
2) 2,7
3) 1
4) 4
Задание 4
Выберите один правильный вариант ответа:
Вычислите работу, проделанную протекающим через лампочку электрическим током. (Фотка №2)
1) 5,6
2) 7,2
3) 7,4
4) 4,1
Задание 5
Выберите один правильный вариант ответа:
Какое количество работы выполняет ток, протекающий через эту лампочку за одну минуту, если лампочка работает на полную мощность? (Фото №3)
1) 3000 Дж
2) 1000 Дж
3) 500 Дж
4) 6000 Дж
Задание 6
Выберите один правильный вариант ответа:
Какова мощность этой лампы накаливания? (Фото №4)
1) 20 Вт
2) 14 Вт
3) 10 Вт
4) 28 Вт
Сопоставьте предложенные варианты:
1) наименьший
2) больше
3) ещё больше
4) самый высокий
Варианты ответов:
1) портативная колона, 12 Вт, 9 В
2) автомобильная лампа, 60 Вт, 12 В
3) ноутбук, 20 Вт, 12 В
4) камера, 9 Вт, 9 В
Задание 7
Выберите один правильный вариант ответа:
Какая работа была выполнена морозильником, подключенным к сети с напряжением 230В? Морозильник работал в течении 5 минут. (Фото 5)
1) 128 кДж
2) 115 кДж
3) 69 кДж
4) 138 кДж
Во-первых, нужно уметь изображать силы, действующие на тело. Не умеешь этого - не решишь задачу.
1) У нас по условию дано "небольшое тело". Пусть это - какой-нибудь квадрат (можно и быть оригинальнее, но преподаватель едва ли оценит).
Разумеется, на него действует сила тяжести mg и сила нормальной реакции опоры N.
Так как он движется, то на него действует и сила трения Fтр, направленная противоположно силе тяги Fтяг.
Собственно, все. Рассмотрим первый случай.
Наш квадрат движется равномерно, следовательно, с постоянной скоростью (почитай про принцип относительности Галилея).
Работает первый закон Ньютона - равнодействующая всех сил, действующих на квадрат, равна нулю (не забываем, что сила - это вектор и его нужно проецировать, чтобы посчитать):
Fтяг + N + mg + Fтр = 0.
с N, mg и Fтр все хорошо, а вот Fтяг нужно проецировать, причем на обе оси.
Для ОХ: Fтяг(x) = Fтяг * cosα
Для OY: Fтяг(y) = Fтяг * sinα
Теперь проецируем все силы на оси ОX и OY.
OY: Fтяг sinα + N - mg = 0 => N = mg - Fтяг sinα
OX: Fтяг cosα - u N = 0,
Fтяг cosα = u (mg - Fтяг sinα) =>
u = Fтяг cosα / (mg - Fтяг sinα)
Знаем коэф-т трения. Круто. Теперь можем найти ускорение исходя из второго случая.
2) Все делаем аналогично. Единственное, что изменилось - работает второй закон Ньютона (равнодействующая всех сил равна ma).
OY: N = mg - Fтяг sinβ
OX: Fтяг cosβ - u N = ma,
Fтяг cosβ - ( Fтяг cosα * (mg - Fтяг sinβ) / (mg - Fтяг sinα) ) = ma =>
a = ( Fтяг cosβ - ( Fтяг cosα * (mg - Fтяг sinβ) / (mg - Fтяг sinα) ) ) / m.
Геморройный пример, да. Возможно, можно упростить, но мне лень.
Считаем, получаем a = 0,143 м/с^2 ≈ 0,14 м/с^2
По определению мощность есть произведение силы на скорость (вообще, интеграла модуля силы от нуля до заданного времени по времени, но в нашем случае это не важно: движение равномерное и прямолинейное). Запишем это.
N = Fu
Скорость - это частное расстояния и времени (вообще, первая производная изменения координаты по времени, но это в нашем случае не важно: движение равномерное и прямолинейное). Сила, по третьему закону Ньютона, равна силе тяжести груза опять же потому, что движение происходит в инерциальной системе отсчета, а также равномерное и прямолинейное. Подставим.
N=mg * S:t
Все. Задача в общем виде решена.
Подставим известные значения.
N= 1000 * 10 * 10: 10 = 10 в четвёртой (Вт)
ответ : 10 кВт
ответ: 10 кВт