Как найти среднюю полезную мощность
Перейти к содержимому

Как найти среднюю полезную мощность

  • автор:

№ 396. Найти среднюю полезную мощность при разбеге самолета, предназначенного для работ в сельском и лесном хозяйстве. Масса самолета 1 т, длина разбега 300 м, взлетная скорость 30 м/с, коэффициент сопротивления 0,03.

ГДЗ по физике за 10-11 класс к задачнику «Физика. 10-11 класс. Пособие для учебных заведений» Рымкевич А.П.

Решебник по физике за 10, 11 класс (А.П. Рымкевич, 2001 год),
задача №396
к главе «ГЛАВА III. ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ. 19. Мощность. КПД. Движение жидкостей и газов».

№398 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

Изображение Найти среднюю полезную мощность при разбеге самолета, предназначенного для работ в сельском и лесном хозяйстве. Масса самолета 1 т, длина разбега 300 м, взлетная.

Найти среднюю полезную мощность при разбеге самолета, предназначенного для работ в сельском и лесном хозяйстве. Масса самолета 1 т, длина разбега 300 м, взлетная скорость 30 м/с, коэффициент сопротивления 0,03.

*Цитирирование задания со ссылкой на учебник производится исключительно в учебных целях для лучшего понимания разбора решения задания.

*размещая тексты в комментариях ниже, вы автоматически соглашаетесь с пользовательским соглашением

Популярные решебники 10-11 класс Все решебники

Босова, Босова
Тетрадь-тренажёр
Котова, Лискова
Мерзляк, Номировский, Полонский
Мордкович 10-11 класс
Мордкович, Семенов
Еремин, Кузьменко, Теренин

Изображение учебника

©Reshak.ru — сборник решебников для учеников старших и средних классов. Здесь можно найти решебники, ГДЗ, переводы текстов по школьной программе. Практически весь материал, собранный на сайте — авторский с подробными пояснениями профильными специалистами. Вы сможете скачать гдз, решебники, улучшить школьные оценки, повысить знания, получить намного больше свободного времени.

Главная задача сайта: помогать школьникам и родителям в решении домашнего задания. Кроме того, весь материал совершенствуется, добавляются новые сборники решений.

Как найти среднюю полезную мощность

Задача по физике — 14849

comment

2021-02-12
Определить среднюю полезную мощность $\langle N \rangle$ при выстреле из ружья, если известно, что пуля массы $m$ вылетает из ствола со скоростью $v$, а длина канала ствола $l$. Давление пороховых газов во время движения пули в стволе считать постоянным.

Работу пороховых газов будем считать равной кинетической энергии вылетающей пули $A = E_ = \frac >$, трение не учитываем.

Тогда средняя полезная мощность $\langle N \rangle = \frac$, где $t$ — время движения пули в стволе.

Так как давление пороховых газов постоянно, сила, действующая на пулю $F = ma = const$, значит $a = const$.

Тогда $l = \frac >$, а $v = at; a = \frac; l = \frac t^ = \frac; t = \frac$.

Средняя полезная мощность

Под мощностью подразумевают работу, выполненную за единицу времени, однако этот подход в большинстве случаев требует уточнений, поскольку интенсивность выполнения работы может многократно измениться за рассматриваемое время. Например, при движении автомобиля водитель увеличивает и уменьшает поступление топливно-воздушной смеси в зону сгорания, переключает передачи трансмиссии, притормаживает. Всё это влияет на текущую мощность двигателя. Поэтому в физике различают мгновенную мощность — мощность, измеренную за промежуток времени достаточно малый, чтобы считать ее величину постоянной:

где $\Delta t$ — промежуток времени, $\Delta A$ — проделанная за это время работа.

Поскольку мгновенные величины мощности могут меняться без какой-либо четко выраженной закономерности, подсчитать их среднее значение бывает затруднительно. Поэтому среднюю мощность находят просто как

Следует различать мощность, связанную с общими затратами на движение и ту, что развивается для выполнения полезной работы. Так, один и тот же груз с одной и той же скоростью на одно и то же расстояние можно перевезти разными способами, например, на старинном паровозе и современном электровозе. Полезная работа будет выполнена одинаковая, но интенсивность затрат энергии — различная. Поэтому существует понятие средней полезной мощности, расчет которой зависит от многих факторов, связанных с особенностями движителей и сред, в которых выполняется работа.

Автомобиль массой 2 т поднимается в гору с постоянным ускорением по участку дороги с уклоном 30°. Движение длится 10 с. Скорость транспортного средства в начале подъема 20 км/ч, в конце 40 км/ч. Общая сила сопротивления (трение, вязкость воздуха и т.д.), постоянна и равна 600 Н. Определить среднюю полезную мощность двигателя.

Двигатель должен развить следующие силы:

  1. преодолевающую силу сопротивления;
  2. преодолевающую гравитацию, поскольку транспорт движется в гору;
  3. обеспечивающую ускорение.

Найдем их последовательно.

На преодоление силы сопротивления необходимо развить те же 600 ньютонов, но в направлении, совпадающем с вектором скорости.

Сила, преодолевающая силу тяжести, поскольку ее вектор находится под углом к вектору скорости, будет исчисляться по формуле:

$F_g = m \cdot g \cdot \sin(\alpha)$,

где $g$ — ускорение свободного падения, $m$ — масса. $\alpha$ — угол наклона.

$\Delta v = v_1 — v_0 = \frac \approx 5,56 \frac$

$F = 600 + 2000 \cdot 9,8 \cdot 0,5 + 2000 \cdot 0.556 \approx 600 + 9800 + 1112 = 11512 Н$

Работа равна произведению силы и пути, который можно выразить через время, начальную скорость и ускорение:

$A = F \cdot (v_0 \cdot t + \frac) \approx 11512 \cdot (55,6 + 0,556 \cdot 100) \approx 11512 \cdot 111,11 \approx 1279111 Дж$

Разделив работу на время, получим среднюю полезную мощность:

$P = \frac \approx 127911 Вт$

Ответ: $\approx 127911$ Вт. Примечание: полную мощность двигателя можно найти разделив это значение на КПД.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *