Тема 6. Контрольная работа (2 ч.)

Тема 7. Работа и механическая энергия. (2 ч.)

Работа. Мощность. Энергия. Консервативные и диссипативные системы. Потенциальные поля. Виды механической энергии.

Вопросы для самопроверки:

1. В чем различие между понятиями энергии и работы?

2. Как найти работу переменной силы?

3. Что такое мощность?

4. Дайте определение и выведите формулу кинетической энергии.

5. Как определить кинетическую энергию вращающегося тела?

6. Как определить кинетическую энергию катящегося тела?

7. Дайте определение диссипативных и консервативных сил.

8. Какие силовые поля называются потенциальными

9. Дайте определение и выведите формулу потенциальной энергии.

Задачи для решения на занятии:

1. Самолет поднимается и на высоте h=5км достигает скорости 360км/ч. Во сколько раз работа, совершаемая при подъеме против силы тяжести, больше работы, идущей на увеличение скорости самолета.

2. Какую работу надо совершить, чтобы заставить движущееся тело массой 2кг увеличить свою скорость от 2 до 5м/с.

3. Какую работу совершит сила F=30Н, подняв по наклонной плоскости груз массой 2кг на высоту 2,5м с ускорением 5м/с? Трением пренебречь.

4. Шар диаметром 6см катится без скольжения по горизонтальной плоскости, делая 4об/с. Масса шара 0,25кг. Найти кинетическую энергию шара.

5. Диск массой 1кг, катящийся без скольжения, ударяется о стенку и откатывается от нее. Скорость шара до удара о стенку 10см/с, а после удара 8см/с. Найти количество теплоты, выделившееся при ударе.

6. Двигатель насоса, развивая мощность N=25кВт, поднимает V=100м² нефти на высоту h=6м за t=8минут. Найти КПД двигателя.

7. Для растяжения пружины на 4мм надо совершить работу А₁=0,02Дж. Какую работу надо совершить, чтобы растянуть эту пружину на 4см?

8. Определить среднюю силу, затраченную спортсменом при беге на 100м с рекордным временем 10секунд, если развиваемая им полезная мощность равна 735Вт.

9. Скорость изотонического сокращения мышцы при нагрузке в 160Н оказалась равной 1,6см/с. Определить механическую мощность, развиваемую мышцей в фазе сокращения.

Домашнее задание:

1. При вертикальном подъеме груза массой 2кг на высоту h=1м постоянной силой была совершена работа A=78,5Дж. С каким ускорением поднимали груз?

2. Какую работу надо совершить, чтобы заставить движущееся тело массой 5кг остановиться при начальной скорости 8м/с.

3. Самолет для взлета должен иметь скорость 25м/с. Длина пробега перед взлетом 100метров. Какова мощность моторов, если масса самолета M=1000кг и коэффициент сопротивления k=0,02? Считать движение самолета при взлете равноускоренным.

4. Диск массой 2кг катится без скольжения по горизонтальной плоскости со скоростью 4м/с. Найти кинетическую энергию диска.

5. Найти относительную ошибку при вычислении кинетической энергии катящегося шара, если не учитывать вращения шара.

6. Канат электролебедки имеет сечение 40мм² и предел прочности 1,6·10³ Н/мм². Канат навивают на барабан со скоростью 45м/мин. Мощность, развиваемая двигателем, 15кВт. Найти запас прочности каната на разрыв.

7. Автомобиль массы m с обоими ведущими осями трогается с места. Двигатель работает с постоянной мощностью P. Коэффициент трения скольжения колес о дорогу равен k. Найти зависимость скорости автомобиля от времени и начертить качественный график этой зависимости. Сопротивлением воздуха и трением в механизмах пренебречь.

8. Определить: 1) работу поднятия груза по наклонной плоскости; 2) среднюю и 3) максималь­ную мощности подъемного устройства, если масса груза 10кг, длина наклонной плоскости 2м, угол ее наклона к горизонту 45°, коэффициент трения 0,1 и время подъема 2с.

9. Человек массой 80кг движется по горизонтальному участку дороги со скоростью 4км/ч, развивая мощность 65Вт; затем, не изменяя скорости, преодолевает подъем с углом наклона 5. Определить мощность, развиваемую человеком при подъеме.