В начале движения тело имеет кинетическую энергию, которая с набором высоты превращается в потенциальную. На максимальной высоте кинетическая энергия у тела равна 0, так как скорость равна 0.
Кинетическая энергия - mv²/2, где m - масса тела, v - скорость в конкретной точке
Потенциальная энергия - mgh, где m - масса тела, g - ускорение свободного падения, h - высота нахождения тела
а) Так как кинетическая энергия перейдет в потенциальную, можно записать:
м
б) m*20²/2=200m дж - кинетическая энергия в начальной точке
200m/5 =40m дж - уменьшенная кинетическая энергия
В каждой точке справедливо равенство:
где E0 - начальная кинетическая энергия, E и Р - кинетическая и потенциальная энергии в конкретной точке
P=200m-40m=160m - потенциальная энергия в точке, в которой кинетическая уменьшилась в 5 раз
160m=10mh
h=160/10=16 м - искомая высота
в) Используя данные и выражения предыдущего пункта, получим:
N = A/t,
где N - мощность, A - работа, t - время выполненной работы.
Единица измерения - Ватт [Вт]
Пример. Найти мощность потока воды, протекающей через плотину, если высота падения воды 25 м, а расход ее - 120 м3 в минуту.
Запишем условие задачи и решим ее.
Дано:
h = 25 м
V = 120 м3
ρ = 1000 кг/м3
t = 60 c
g = 9,8 м/с2
N-?
Решение:
Масса падающей воды: m = ρV,
m = 1000 кг/м3 · 120 м3 = 120 000 кг (12 · 104 кг).
Сила тяжести, действующая на воду:
F = gm,
F = 9.8 м/с2 · 120 000 кг ≈ 1 200 000 Н (12 · 105 Н)
Работа, совершаемая потоком в минуту:
A = Fh,
А - 1 200 000 Н · 25 м = 30 000 000 Дж (3 · 107 Дж).
Мощность потока: N = A/t,
N = 30 000 000 Дж / 60 с = 500 000 Вт = 0,5 МВт.
ответ: N = 0.5 МВт.
Объяснение:
В начале движения тело имеет кинетическую энергию, которая с набором высоты превращается в потенциальную. На максимальной высоте кинетическая энергия у тела равна 0, так как скорость равна 0.
Кинетическая энергия - mv²/2, где m - масса тела, v - скорость в конкретной точке
Потенциальная энергия - mgh, где m - масса тела, g - ускорение свободного падения, h - высота нахождения тела
а) Так как кинетическая энергия перейдет в потенциальную, можно записать:
б) m*20²/2=200m дж - кинетическая энергия в начальной точке
200m/5 =40m дж - уменьшенная кинетическая энергия
В каждой точке справедливо равенство:
P=200m-40m=160m - потенциальная энергия в точке, в которой кинетическая уменьшилась в 5 раз
160m=10mh
h=160/10=16 м - искомая высота
в) Используя данные и выражения предыдущего пункта, получим: