Сколько времени мы равномерно двигали детскую коляску по пандусу высотой 90 см, используя скорость 50 см/с и силу толчка величиной 30 H? Какая была масса коляски? На сколько увеличилась потенциальная энергия коляски при подъеме по пандусу? Каков КПД пандуса?
Путник_Судьбы
Для решения данной задачи нам потребуется использовать законы физики.
Первоначально, определим время, которое мы затратили на перемещение коляски по пандусу. Для этого воспользуемся формулой \( t = \frac{S}{v} \), где \( t \) - время, \( S \) - расстояние, \( v \) - скорость.
Расстояние, которое мы переместились, равно высоте пандуса, а значит \( S = 90 \) см.
Заметим, что скорость дана в сантиметрах в секунду, поэтому для получения правильного ответа, нужно подставить \( v = 50 \) см/с в формулу для времени.
\( t = \frac{90}{50} = 1.8 \) сек.
Теперь перейдем к второй части задачи, где нам нужно найти массу коляски.
Для этого, воспользуемся формулой второго закона Ньютона: \( F = ma \), где \( F \) - сила, \( m \) - масса, \( a \) - ускорение.
В нашем случае, сила толчка равна 30 H, а ускорение можно найти с помощью формулы \( a = \frac{v}{t} \), где \( a \) - ускорение, \( v \) - скорость, \( t \) - время.
Подставим значение скорости и времени в формулу и найдем ускорение: \( a = \frac{50}{1.8} = 27.778 \) см/с².
Теперь, подставим полученное значение ускорения и известную силу в формулу второго закона Ньютона и найдем массу коляски: \( 30 = m \cdot 27.778 \).
Решая уравнение, получаем: \( m = \frac{30}{27.778} = 1.08 \) кг.
Третья часть задачи касается увеличения потенциальной энергии коляски при подъеме по пандусу.
Потенциальная энергия вычисляется по формуле \( E = m \cdot g \cdot h \), где \( E \) - потенциальная энергия, \( m \) - масса, \( g \) - ускорение свободного падения, \( h \) - высота.
Учитывая, что у нас есть высота пандуса \( h = 90 \) см и масса коляски \( m = 1.08 \) кг, а ускорение свободного падения \( g = 9.8 \) м/с², подставим значения в формулу и найдем потенциальную энергию: \( E = 1.08 \cdot 9.8 \cdot 0.9 = 9.738 \) Дж.
Наконец, перейдем к последней части задачи, где нам нужно найти КПД пандуса.
КПД (коэффициент полезного действия) можно найти с помощью формулы \( КПД = \frac{Полезная\ энергия}{Затраченная\ энергия} \).
В нашем случае, полезная энергия - потенциальная энергия \( E = 9.738 \) Дж.
Затраченная энергия - работа, выполненная силой толчка, то есть \( \text{работа} = \text{сила} \cdot \text{расстояние} \).
Так как сила и расстояние перпендикулярны, работа можно найти, перемножив силу и расстояние.
Расстояние равно высоте пандуса \( S = 0.9 \) м.
Работа равна \( \text{сила} \cdot \text{расстояние} = 30 \cdot 0.9 = 27 \) Дж.
Теперь, подставим значения потенциальной энергии и работы в формулу для КПД и найдем ответ: \( КПД = \frac{9.738}{27} \approx 0.361 \).
Таким образом, мы получили подробное решение задачи. Мы рассчитали время движения коляски по пандусу (1.8 сек), массу коляски (1.08 кг), увеличение потенциальной энергии (9.738 Дж) и КПД пандуса (0.361). Ответы представляются в наиболее подробном и понятном виде для школьника.
Первоначально, определим время, которое мы затратили на перемещение коляски по пандусу. Для этого воспользуемся формулой \( t = \frac{S}{v} \), где \( t \) - время, \( S \) - расстояние, \( v \) - скорость.
Расстояние, которое мы переместились, равно высоте пандуса, а значит \( S = 90 \) см.
Заметим, что скорость дана в сантиметрах в секунду, поэтому для получения правильного ответа, нужно подставить \( v = 50 \) см/с в формулу для времени.
\( t = \frac{90}{50} = 1.8 \) сек.
Теперь перейдем к второй части задачи, где нам нужно найти массу коляски.
Для этого, воспользуемся формулой второго закона Ньютона: \( F = ma \), где \( F \) - сила, \( m \) - масса, \( a \) - ускорение.
В нашем случае, сила толчка равна 30 H, а ускорение можно найти с помощью формулы \( a = \frac{v}{t} \), где \( a \) - ускорение, \( v \) - скорость, \( t \) - время.
Подставим значение скорости и времени в формулу и найдем ускорение: \( a = \frac{50}{1.8} = 27.778 \) см/с².
Теперь, подставим полученное значение ускорения и известную силу в формулу второго закона Ньютона и найдем массу коляски: \( 30 = m \cdot 27.778 \).
Решая уравнение, получаем: \( m = \frac{30}{27.778} = 1.08 \) кг.
Третья часть задачи касается увеличения потенциальной энергии коляски при подъеме по пандусу.
Потенциальная энергия вычисляется по формуле \( E = m \cdot g \cdot h \), где \( E \) - потенциальная энергия, \( m \) - масса, \( g \) - ускорение свободного падения, \( h \) - высота.
Учитывая, что у нас есть высота пандуса \( h = 90 \) см и масса коляски \( m = 1.08 \) кг, а ускорение свободного падения \( g = 9.8 \) м/с², подставим значения в формулу и найдем потенциальную энергию: \( E = 1.08 \cdot 9.8 \cdot 0.9 = 9.738 \) Дж.
Наконец, перейдем к последней части задачи, где нам нужно найти КПД пандуса.
КПД (коэффициент полезного действия) можно найти с помощью формулы \( КПД = \frac{Полезная\ энергия}{Затраченная\ энергия} \).
В нашем случае, полезная энергия - потенциальная энергия \( E = 9.738 \) Дж.
Затраченная энергия - работа, выполненная силой толчка, то есть \( \text{работа} = \text{сила} \cdot \text{расстояние} \).
Так как сила и расстояние перпендикулярны, работа можно найти, перемножив силу и расстояние.
Расстояние равно высоте пандуса \( S = 0.9 \) м.
Работа равна \( \text{сила} \cdot \text{расстояние} = 30 \cdot 0.9 = 27 \) Дж.
Теперь, подставим значения потенциальной энергии и работы в формулу для КПД и найдем ответ: \( КПД = \frac{9.738}{27} \approx 0.361 \).
Таким образом, мы получили подробное решение задачи. Мы рассчитали время движения коляски по пандусу (1.8 сек), массу коляски (1.08 кг), увеличение потенциальной энергии (9.738 Дж) и КПД пандуса (0.361). Ответы представляются в наиболее подробном и понятном виде для школьника.
Знаешь ответ?