Работа, мощность, энергия | Задачи по физике

Задача №43. Определение работы при подъёме ракеты

Известно, что ракета массой тысячу килограмм, под действием ракетного двигателя, со скоростью тысяча сто метров в секунду поднимается на высоту 35000 метров.
Необходимо: определить работу, выполняемую ракетным двигателем (изменение величины ускорения свободного падения с высотой в расчет не принимаем).

Дано: m=1000 кг; v=1100 м/сек; h=35000 м; g=9,8 м/сек²
Найти: A-?

Решение

Запишем формулу для определения работы, совершаемой ракетным двигателем

A=F*h ,

где F=F_1+F_2 , сила F_1=m*g служит для равномерного подъёма ракеты, а сила F_2=m*a сообщает ракете ускорение.

Формула работы принимает вид A=m*g*h+m*a*h .

Из формулы v^2=2*a*h , найдем ускорение $a=v^2/{2*h}$ .

Итоговая формула для расчета работы, выполняемой ракетным двигателем

$A=m*g*h+{m*v^2/2}=1000*9,8*35000+{1000*1100^2}/2$
A=948000000 Дж

Ответ: ракетный двигатель совершает работу равную девятьсот сорока восьми миллионам джоуль

Поделитесь с друзьями:

Задача №42. Определение силы и времени торможения автомобиля

Известно, что грузовой автомобиль массой пять тысяч килограмм движется по горизонтальному пути со скоростью семьдесят два километра в час (20 метров в секунду).
Необходимо: определить силу и время торможения автомобиля, если тормозной путь составил пять метров.

Дано: m=5000 кг; v=20 м/сек; s=5 м
Найти: F-?; t-?

Решение

Исходя из того, что работа силы торможения численно равна изменению кинетической энергии движущегося автомобиля $F*s={m*v^2}/2$ , получаем формулу для определения силы торможения

$F={m*v^2}/{2*s}$

Подставив в формулу численные значения, рассчитаем силу торможения грузового автомобиля

$F={5000*20^2}/{2*5}=200000$ н

Из формулы v_t=v+at , при условии, что v_t=0: t=-{v/a} , где $a=-{v^2/{2*s}}$ , получаем формулу времени торможения

t={2*s}/v

Время торможения автомобиля

t={2*5}/20=0,5 сек

Ответ: сила торможения автомобиля составила двести тысяч ньютон, время торможения равно половине секунды.

Поделитесь с друзьями:

Задача №41. Определение работы двигателя автомобиля

Необходимо: определить работу двигателя, равноускорено движущегося автомобиля. Известно, что на участке пути равном ста метрам, автомобиль развил скорость сто восемь километров в час (тридцать метров в секунду), масса автомобиля две тысячи килограмм, коэффициент трения равен ноль целых пять сотых.

Дано: s=100 м; v=20 м/сек; m=2000 кг; κ=0,05
Найти: A-?

Решение

Запишем формулу для определения работы

A=F*s ,