Дифференцированные задачи "МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА И МОЩНОСТЬ. ПРОСТЫЕ МЕХАНИЗМЫ"

ЗАДАЧИ I УРОВНЯ

I-1. Какую работу совершает сила тяжести при падении на землю металлического шара массой 500 г с высоты 3 м? (14,7 Дж)

I-2. Человек поднимает за 16 с из колодца глубиной 8 м ведро воды массой 10 кг. Какую мощность он при этом развивает? (49 Вт)

I-3. К большему плечу рычага приложена сила 30 Н. Какая сила приложена к меньшему плечу, если плечи рычага, находящегося в равновесии, равны 30 и 15 см? (60 Н)

I-4. При помощи кусачек перекусывают проволоку. Рука сжимает кусачки силой 90 Н. Расстояние от оси вращения кусачек до проволоки равно 3 см, а до точки приложения силы руки равно 18 см. Определите силу, действующую на проволоку. (540 Н)

I-5. Рассчитайте работу силы тяжести, действующей на мяч массой 500 г, при его подъеме на высоту 2 м. (9,8 Дж)

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

I-6. С помощью подъемника из шахты глубиной 50 м поднимают руду массой 3 т за время, равное 2 мин. Какова мощность двигателя подъемника?

I-7. Штангист поднял штангу массой 150 кг на высоту 2 м. Найдите работу, которую он при этом совершил. (2940 Дж)

I-8. Плечи рычага, находящегося в равновесии, равны 10 и 40 см. Меньшая сила, действующая на рычаг, равна 2 Н. Рассчитайте большую силу. (8 Н)

I-9. За время, равное 1,5 ч, транспортер поднимает гравий массой 600 т на высоту 6 м. Определите необходимую для выполнения этой работы мощность. (6,5 кВт)

I-10. При равновесии рычага на его большее плечо, равное 60 см, действует сила 40 Н, а на меньшее плечо действует сила 120 Н. Рассчитайте, чему равно меньшее плечо рычага. (20 см)

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

I-11. Найдите мощность, которую развивает человек, поднимающий ведро воды массой 12 кг из колодца глубиной 10 м за время 15 с. (78,4 Вт)

I-12. Трактор тянет плуг силой 32 кН. Какова мощность трактора на сцепке, если за 15 мин он прошел 1,8 км? (64 кВт)

I-13. Определите работу, которую совершил за 2 ч насос, откачивающий воду массой 30 кг на высоту 4 м за время, равное 1 с. (8,5 МДж)

I-14. Трактор перемещает платформу со скоростью 7,2 км/ч и силой тяги 25 кН. Какую работу совершает трактор за 5 мин? (15 МДж)

I-15. Во время тяжелой работы сердце сокращается до 150 раз в 1 мин. При каждом сокращении сердце совершает работу, равную 2 Дж. Определите мощность, развиваемую сердцем. (5 Вт)

ЗАДАЧИ II УРОВНЯ

II-1. Подъемный кран равномерно поднял гранитную плиту объемом 0,5 м³ на высоту 10 м. Определите работу, совершенную краном. (127,4 кДж)

II-2. Какой массы груз может поднять подъемная машина мощностью 4 кВт на высоту 10 м за время, равное 1 мин? (2450 кг)

II-3. К концам невесомого рычага подвешены грузы массами 2 и 12 кг. Расстояние от точки опоры до большего груза равно 2 см. Найдите длину рычага, если рычаг находится в равновесии. (14 см)

II-4. Во время паводков каждую секунду плотина пропускает 45 000 м³ воды. Определите мощность водяного потока, если высота плотины 20 м. (8820 МВт)

II-5. Рассчитайте высоту, на которую за 3 с сможет подняться по канату спортсмен массой 80 кг, если он при этом развивает мощность 800 Вт. (3,1 м)

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

II-6. Полезная мощность насоса, откачивающего воду, равна 2 кВт. Определите время, которое потребуется для откачки 6 т воды из шахты глубиной 20 м. (588 с)

II-7. Какую работу совершает насос за 2 ч, если за 1 с он откачивает 10 л воды на высоту 2 м? (1,41 МДж)

II-8. На концах рычага действуют силы 8 и 40 Н. Длина рычага равна 90 см. Где находится точка опоры, если рычаг находится в равновесии? (На расстоянии 15 см от точки приложения большей силы.)

II-9. Определите объем воды, который сможет откачать насос из шахты глубиной 100 м за время, равное 2,5 ч, если его мощность равна 40 кВт. (367 м³)

II-10. При плавании под водой кит развивает мощность около 4 кВт. Определите движущую илу, развиваемую китом, если его скорость при этом равна 9 км/ч. (1,6 кН)

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

II-11. Определите силу сопротивления движению атомного ледокола, который, развивая мощность 32 400 кВт, прошел во льдах путь 20 км за время, равное 5 ч. (29,2 МН)

11-12. Полезная мощность лебедки равна 1,5 кВт. Найдите, на какую высоту поднимет лебедка груз массой 3 т за время, равное 40 с. (2 м)

II-13. Какой массы груз поднимает кран на высоту 15 м за время, равное 2 мин, если его полезная мощность при этом равна 15 кВт? (12,2 т)

II-14. Рассчитайте мощность, которую развивает трактор при равномерном движении со скоростью 3,6 км/ч, если сила тяги у трактора равна 10 кН. (10 кВт)

II-15. Какова мощность ракеты в конце разгона, если достигнутая скорость равна 8 км/с, а сила тяги двигателей равна 250 кН? (2000 МВт)

ЗАДАЧИ III УРОВНЯ

III-1. Чему равен объем гранитной плиты, которую равномерно поднимают на высоту 10 м, если при этом была совершена работа, равная 1,56 МДж? (6,1 м³)

III-2. Найдите работу, которую необходимо совершить при равномерном подъеме бетонной плиты объемом 2 м³ на высоту 4 м при помощи механизма, КПД которого равен 50 %. (345 кДж)

III-3. Рассчитайте объем воды, который может откачать насос мощностью 20 кВт из шахты глубиной 200 м за 1,5 ч. (55 м³)

III-4. Груз массой 20 кг под действием силы 40 Н равномерно перемещается по наклонной плоскости. Определите КПД наклонной плоскости, если ее длина равна 2 м, а высота — 10 см. (24,5%)

III-5. Бадью с известковым раствором массой 120 кг поднимают на второй этаж строящегося дома при помощи подвижного блока. На веревку во время подъема действует сила, равная 720 Н. Определите КПД установки. (81,7 %)

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

III-6. С помощью рычага груз массой 245 кг равномерно поднят на высоту 6 см. При этом к длинному плечу рычага была приложена сила 500 Н, а точка приложения силы опустилась на расстояние 30 см. Определите КПД рычага. (96%)

III-7. Рассчитайте, какую силу нужно приложить для равномерного подъема груза массой 15 кг по наклонной плоскости длиной 1,8 м и высотой 30 см, если ее КПД равен 62,5 %. (39,2 Н)

III-8. С помощью подвижного блока поднимают за время 30 с ящик с кирпичами на высо­ту 12 м, действуя на него силой 320 Н. Какова мощность, развиваемая при подъеме ящика? (256 Вт)

III-9. При помощи неподвижного блока поднимают ведро с песком на высоту 10 м, действуя на веревку силой 250 Н. Найдите массу ведра, если КПД установки 98 %. (25 кг)

III-10. К короткому плечу рычага подвешен груз массой 120 кг. Рассчитайте КПД рычага, если при равномерном поднятии груза на высоту 12 см к длинному плечу приложили силу 360 Н, а точка приложения силы переместилась на расстояние 50 см. (78,4%)

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

III-11. С помощью подвижного блока равномерно поднимают груз массой 50 кг, действуя на веревку силой 280 Н. Определите КПД подвижного блока. (87,5 %)

III-12. Груз массой 200 кг равномерно поднимают на высоту 60 см при помощи рычага, КПД которого равен 85 %. На какое расстояние опустилось длинное плечо рычага, если к нему была приложена сила 600 Н? (2,3 м)

III-13. Подвижный блок имеет КПД, равный 50 %. С помощью этого блока груз массой 40 кг был поднят на высоту 8 м. Определите силу, приложенную к концу троса. (392 Н)

III-14. Высота наклонной плоскости равна 1,5 м, а длина равна 10 м. Какая сила потребовалась для равномерного подъема по наклонной плоскости, имеющей КПД, равный 60 %, груза массой 200 кг? (490 Н)

III-15. С помощью рычага груз массой 100 кг был поднят равномерно на высоту 80 см. При этом длинное плечо рычага, к которому была приложена сила 600 Н, опустилось на длину 2 м. Вычислите КПД рычага. (65,3 %)