Задачи на работу и мощность к ОГЭ по физике с ответами, ФИПИ

Все задачи на механическую работу и мощность к ОГЭ по физике с ответами из банка заданий ФИПИ. 17 заданий в банке.

`A=F*s*cosalpha` - работа силы [Дж]. F - модуль силы [Н], s - модуль перемещения [м], Если направления модуля приложения силы и модуля перемещения объекта совпадают, угол будет равен 0 градусов, а его косинус равен 1: `A=F*l`
`P=A/t` - мощность [Вт] (в некоторых источниках N, а не Р)
`eta=A_(полезная)/A_(затраченная)` - КПД

Вспоминаем силы:
`F_(тяж.)=mg`
`F_(тр)=mumg`

Теорема об изменении кинетической энергии: изменение кинетической энергии механической системы на некотором перемещении равно сумме работ внешних и внутренних сил, действующих на систему, на том же перемещении.

`E_(к_2)-E_(к_1)=A`
`(mv^2)/2-(mv_0^2)/2=A`

КЭС 1.17 Механическая работа. Формула для вычисления работы силы. Механическая мощность

Все задачи на работу и мощность к ОГЭ

Груз массой 2 кг упал из состояния покоя с высоты 4 м от пола на стол высотой 1 м, стоящий на полу. Чему равна работа силы тяжести при падении груза?

Дж

Ответ:

60

*пояснение: Работа равна произведению силы (в данном случае тяжести) на расстояние, пройденное телом
A=F*L
Значит если тело упало с 4м высоты на 1м отнимаем и получаем расстояние, пройденное телом
L=4-1=3 м
Находим силу тяжести
F=mg =2*9,81≈ 20 Н (округляем до 10 силу тяжести)
Подставляем все в формулу и получаем
А=20*3=60 Дж

Номер: DF3949

Брусок равномерно и прямолинейно перемещают по горизонтальной поверхности, прикладывая силу тяги, равную 1,4 Н. Чему по модулю равна работа, совершаемая силой трения, если известно, что брусок переместили по горизонтальной поверхности на расстояние 50 см?

Дж

Ответ:

0,7

*пояснение. Сила тяги равна F=1,4 Н, то есть 0.14 кг. А Джоуль это нечто иное как энергия потраченная дабы утянуть 1Н на длину 1 метр. В нашем случае было бы 1,4 Дж на метр, но протянули только 0,5 м, тогда 1,4/2=0,7 Дж.
Или используем формулу `A=F*l`

Номер: 1DF5F4

Брусок равномерно и прямолинейно перемещают по горизонтальной поверхности, прикладывая силу тяги, равную 1,4 Н. Чему равна работа, совершаемая силой тяжести, если известно, что брусок переместили по горизонтальной поверхности на расстояние 50 см?

Дж

Ответ:

*пояснение. Ничему не равна, так как перемещения по вертикали нет.
Ну или по формуле `A=F*l*cosalpha`. Предмет перемещают горизонтально, а сила тяжести действует по вертикали, между ними угол 90^о, косинус 90 градусов =0, значит и работа = 0

Номер: 4C0428

Мяч массой 200 г подбросили с поверхности Земли вертикально вверх. В результате мяч поднялся на высоту 3 м, а затем упал обратно на землю. Чему равна работа силы тяжести на всём пути мяча?

Дж

Ответ:

0

Модуль перемещения равен нулю, так как мяч вернулся в исходное положение, значит и работа силы тяжести равна 0.

Номер: 5786C3

Мяч массой 100 г вертикально падает с высоты 4 м, отскакивает от поверхности Земли и поднимается вертикально вверх на высоту 3 м. Чему равна работа силы тяжести на всём пути мяча?

Дж

Ответ:

* пояснение. Считаем только полезную работу, а она составила на 1 метр переместили 100 г, то есть 1 Н*м, это как раз 1 Дж = 1 Н*м

Ну или по формуле `F_(тяж.)=mg=0,1*10=1`
`A=F*l=1*1=1`

Номер: 9BADC0

Брусок равномерно и прямолинейно перемещают по горизонтальной поверхности, прикладывая силу тяги, равную 1,4 Н. Чему равна работа, совершаемая силой тяги, если известно, что брусок переместили по горизонтальной поверхности на расстояние 50 см?

Дж

Ответ:

0,7

Номер: 689F9E

Дайте развернутый ответ.
Какую по величине работу должна совершить сила трения для полной остановки тела массой 1000 кг, движущегося по горизонтальной поверхности со скоростью 10 м/с?

Ответ:

Согласно теореме об изменении кинетической энергии, эта работа будет равна изменению кинетической энергии тела, т.к. другие силы при движении тела работы не совершают

$A=E_{k2}-E_{k1}$,

$A=\frac{mv_2^2}{2}-\frac{mv_1^2}{2}=-\frac{mv_1^2}{2}$,

$A=-\frac{1000 \cdot 10^2}{2}=-50000$ Дж $=-50$ кДж.

Вопрос задачи сформулирован как «Какую по величине работу», т.е. мы можем сказать что сила трения совершила работу по величине равную 50 кДж.

Ответ: 50 кДж.

Номер: 44444A

Дайте развернутый ответ.
Какую полезную мощность развивает подъёмный кран, равномерно поднимая груз массой 2,5 т на высоту 15 м за 2,5 мин.?

Ответ:

Дано: m = 2,5 т или 2500 кг; h = 15 м; t = 2,5 мин или 150 с .
Найти: P - ? Вт
Решение:
`P = A/t`
A = Ek = mgh = 2500 * 10 * 15 = 375 000 Дж
`P = 375000/150 = 2500` Вт
Ответ: 2,5 кВт

Номер: 60C49C

Дайте развернутый ответ.
Автомобиль массой 1,2 т движется по горизонтальной поверхности равномерно и прямолинейно. На какое расстояние переместился автомобиль, если силой тяги была совершена работа 960 кДж? Коэффициент трения равен 0,1.

Ответ:

Дано: m = 1,2 т или 1200 кг; A = 960 кДж; μ = 0,1
Найти: l
Решение:
Сила трения равна F=μmg = 1200*10*0,1=1200 кг
A = F*l
`l = A/F = 960000/1200 = 800` м
Ответ: 800 м

Номер: C2F13D

Задачи повышенной сложности

Дайте развернутый ответ.
Автомобиль массой 1 т трогается с места и движется с ускорением 1,2 м/с². На первых метрах пути сила тяги совершила работу 14000 Дж. Чему равен этот путь, если сила сопротивления равна 200 H?

КЭС: 1.9 Второй закон Ньютона. Сонаправленность вектора ускорения тела и вектора силы, действующей на тело
1.17 Механическая работа. Формула для вычисления работы силы. Механическая мощность

Ответ:

Дано: m = 1 т = 1000 кг, а=1,2 м/с², А=14000 Дж Fс = 200 H
Найти: s-?
Решение:
Сила сопротивления Fс действует против силы тяги F, и по 2 закону Ньютона ma=F-Fс.
Можно записать, из чего состоит работа, совершенная всеми силами:
m*a*s=F*s - Fс*s=А_тяги - Fс*s
А_тяги = m*a*s + Fс*s
14000 = 1000 * 1,2 * s + 200 * s
14000 = 1200s +200s
s =14000:1400=10 м
Ответ: 10 м

Номер: DB22F9

Дайте развернутый ответ.
КПД электродвигателя подъёмного крана, который равномерно за 20 с поднимает груз массой 152 кг на высоту 12 м, равен 60%. Напряжение в электрической сети составляет 380 В. Чему равна сила тока в электродвигателе?

КЭС: 1.17 Механическая работа. Формула для вычисления работы силы. Механическая мощность
3.8 Работа и мощность электрического тока

Ответ:

Дано: m = 152 кг, h = 12 м, КПД = 60%, U = 380 в, T = 20 c
Найти: I-?
Решение:
Найдем энергию потраченную на работу при подъеме груза
A = F*s = mgh = 152*10*12=18 240 Дж.
С учетом КПД, A = 18240/0.6 = 30 400 Дж
Найдем мощность N = A/T = 30400/20= 1520 Вт
P=UI
I = P/U = 1520/380 = 4 А ток
Ответ: 4 А

Номер: 2E171A

Дайте развернутый ответ.
Электровоз, работающий при напряжении 3 кВ и потребляющий ток, равный 1,6 кА, развивает при скорости 12 м/с силу тяги 340 кН. Чему равен КПД двигателя электровоза?

Ответ:

Дано: U = 3 кВ, I = 1,6 кА, V= 12 м/с, F = 340 кН
Найти: КПД - ?
Решение:
Узнаем механическую мощность при движении тепловоза
P=F*V=340 000*12=40 080 000 Вт
Теперь узнаем электрическую мощность при работе электровоза
P = 3000 *1600 = 4 800 000 Вт
теперь из соотношения этих мощностей можно понять сколько тратится на полезное механическое перемещение
4 080 000/4 800 000 = 0,85 КПД
Ответ: 0,85 КПД

Номер: A916DC

Дайте развернутый ответ.
Троллейбус движется равномерно и прямолинейно. Сила тока в обмотке электродвигателя равна 40 А, напряжение равно 550 В. С какой скоростью движется троллейбус, если сила сопротивления движению составляет 2,2 кН? (Потерями энергии в электродвигателе и других механизмах троллейбуса пренебречь.)

Ответ:

Дано: I = 40 А, U = 550 В, F сопр. = 2,2 кН
Найти: V-?
Решение:
P=UI=40*550=22 000 = 22 кВт
N=F*V, тогда
V = N/F = 22000/2200=10 м/с
Ответ: 10 м/с

Номер: A834A3

Дайте развернутый ответ.
Транспортер равномерно поднимает груз массой 190 кг на высоту 9 м за 50 с. Сила тока в электродвигателе равна 1,5 А. КПД двигателя транспортера составляет 60%. Определите напряжение в электрической сети.

Ответ:

Дано: m = 190 кг, h = 9м, T = 50 c, I = 1,5 A, КПД = 0,6
Найти: U-?
Решение:
E полезная = mgh = 190*10*9=17100 Дж энергия затраченная на подъем груза,
C учетом КПД 0,6
Е полная *0,6 = E полезная
Е полная = 17100/0,6=28500 Дж
P = A/t = E полн./t = 28500/50=570 Вт
P=UI, тогда
U = P/I = 570/1,5=380 В
Ответ: 380 В

Номер: 59D398

Дайте развернутый ответ.
Автомобиль массой 1 т трогается с места и движется с ускорением 1,2 м/с². Определите работу силы тяги на первых 10 м пути, если сила сопротивления равна 200 H.

Ответ:

Дано: m = 1 т, a = 1,2 м/с², F сопр. = 200Н
Найти: Fт-?
Решение:
F=ma
F = F тяги - F сопр.
F тяги - F сопр. = ma
F тяги = ma +F сопр.
F тяги = 1,2*1000+200=1200+200=1400Н
A=Fs=1400*10=14000Дж
Ответ: 14000 Дж

Номер: B34264

Дайте развернутый ответ.
Транспортёр равномерно поднимает груз массой 190 кг на высоту 9 м за 50 с. Определите силу тока в электродвигателе, если напряжение в электрической сети 380 В. КПД двигателя транспортёра составляет 60%.

Ответ:

Дано: m = 190 кг, h = 9 м, T = 50 c, U = 380 В, КПД = 60% =0.6,
Найти: I-?
Решение:
А=Е=mgh=190*10*9=17 100 Дж проделана работа,
P=A/t=17100/50=342 Вт мощность двигателя необходимая для поднятия груза.
С учетом КПД
P*0,6=342
P=342/0,6 = 570 Вт
P=UI
570=380I
I=570/380=1,5 А
Ответ: 1,5 А

Номер: 52CE30

Дайте развернутый ответ.
Найдите силу тяги, которую развивает при скорости 12 м/с электровоз, работающий при напряжении 3 кВ и потребляющий ток 1,6 кА. КПД двигателя электровоза равен 85%.

Ответ:

Дано: V = 12 м/с, U = 3 кВ, I = 1,6 кА, КПД = 85%
Найти: F-?
Решение:
Узнаем электрическую мощность тепловоза.
P=UI = 3000 *1600=4 800 000 Вт. С учетом КПД 4 800 000 * 0,85 = 4 080 000 Вт
При этом механическая мощность
P=FV, тогда
F = P/V = 4080000/12 = 340000 Н = 340 кН
Ответ: 340 кН

Номер: 8C9531

КЭС 1 Механические явления

Установите соответствие между формулами для расчёта физических величин, характеризующих прямолинейное движение бруска, и названиями этих величин. В формулах использованы обозначения:
→
F – равнодействующая сил, действующих на брусок; s – путь, пройденный бруском из состояния покоя; m – масса бруска.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФОРМУЛЫ
А) F/m
Б) F⋅s

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
1) работа равнодействующей силы
2) модуль ускорения движения бруска
3) вектор ускорения
4) давление бруска на наклонную плоскость

А Б

Ответ:

2 1

Номер: EAA191

: Обновлено: 03 января 2024

ОГЭ по физике 2024, все задания ФИПИ с ответами