Fizika házi feladat (számolás)?

"2. A 48 km/h sebességgel mozgó batmobilra 900 N közeg ellenállási erő hat. Mekkora

teljesítménnyel dolgozik a batmotor a közeg ellenállás leküzdésére?"

v=48km/h=13,3333333m/s

F=900N

t=1s (elegendő egy másodperc idővel számolni)

A munka amit a motor végez egyenlő az erő és az elmozdulás szorzatával. 1s alatt a batmobil 13,333333m utat tesz meg, az erő 900N, azaz felírhatjuk a végzett munkát:

W=F*s W=13,3333m*900N=12000J

Mármost a számolásunkkor 1s időt vettünk figyelembe, azaz a teljesítményt felírhatjuk:

P=W/t P=12000J/1s azaz 12000W ami 12kW

_______________________________________________________

"A fentebb megnevezett 1200 kg tömegű batmobil 144 km/h sebességről 24 másodperc alatt tud

lefékezni.

3. Mekkora munkát végeztek a batmobil fékjei?"

Itt csak a munkát kérdezi. Elég tudnunk, hogy mennyi a batmobil kinetikus energiája, mert azt fogja a fék munka formájában eltüntetni (feltéve, ha a közegellenállás munkáját nem vesszük figyelembe!!)

v=144km/h=40m/s

m=1200kg

Ekin=0,5*m*v^2

Ekin=0,5*1200kg*40^2

Ekin=960 000J

Azaz a fékek által végzett munka:

W=Ekin=960 000J

________________________________________________________

"4. Mekkora átlagos teljesítményt fejtettek ki a fékek?"

Ez egyszerű, mert fentebb kiszámoltuk a fékek munkáját, az idő pedig meg van adva, ezért felírhatod a teljesítmény képletét:

P=W/t

P=960 000J/24s

P=40 000J

Ekkora a fékek átlag teljesítménye. (A tanár ne kössön bele, hogy mennyi fék van a kocsiban, mert lehet 4-nél több tárcsa van benne! :-)

_________________________________________________________

"5. Hulknak egy 1200 kg tömegű autót 0,5 perc alatt 60 méterrel kell arrébb húznia, hogy a benne

rekedtek megmeneküljenek a lavinától. Hány Watt teljesítményt kell nyújtania, ha ennek a

teljesítményének 40%-a súrlódás leküzdésére használódik el?

Ha nem adták meg a súrlódási együtthatót akkor problémásabb. (nem is írták, hogy egyenletes sebességgel tolja azt a kocsit)

Hulk egyenletes erővel tolja a kocsit, ami a súrlódás legyőzését és a kocsi gyorsulását eredményezni. Ki lehet számítani, hogy mekkora gyorsulás kell ahhoz, hogy 30s alatt 60m utat tegyen meg:

s=0,5*a*t^2 (mert kezdetben állt a kocsi, v0=0......)

ebből:

a=0,133333333333m/s^2

A Newton féle F=m*a képletből ki lehet számítani a kocsi gyorsításához szükséges erőt, ami:

F=1200kg*0,133333333m/s^2 =160N

Hulk a kocsi gyorsításakor összesen

W=F*s, azaz 160N*60m=9600J munkát végzett, mindösszesen 30s alatt.

Phasznos=W/t, azaz 9600J/30 =320W

De ez a HASZNOS teljesítmény!!!!! tudjuk hogy amennyit Hulk befektetett, annak csak a 60%-a ennyi, mert a többi a súrlódásra fordítódik

Pteljes=320W/0,6 =533,333W

"

_________________________________________________________

6. Lex Luthor egymás után kétszer lő Supermanre. Az első golyó tömege 50 g és a sebessége a 100

m/s, a második tömege 100 g és sebessége 50 m/s. Melyik golyó megállításához kellett nagyobb

munkát befektetnie Supermannek, ha a puskagolyók állandó sebességgel mozogtak?

Ez pofon egyszerű!

m1=50g=0,05kg

v1=100m/s

E1=0,5*m1*v1^2 (Tudod kinetikus energia!)

E1=250J

m2=100g=0,1kg

v2=50m/s

E2=0,5*m2*v2^2

E2=125J

Supermennek az első esetben kell több munkát befektetnie, hogy megálljon a lövedék.

------

7. Pókember két újfajta vegyületen dolgozik a hálójához, ezek a hálók rugóként viselkednek. Az

első vegyületből készített háló 40 cm-es megnyújtásához 40 kJ munkára van szükség, míg a

másodikból készült háló 60 cm megnyúlásához 63 kJ munkát kell befektetni. Melyik vegyületet

válassza pókember ha minél nagyobb rugóállandójú hálóra van szüksége?

Rugóban tárolt energia:

Er=0,5*D*x^2 ahol x az elmozdulás, D a rugóállandó.

Első eset:

x=40cm=0,4m

40 000J=0,5*D1*x^2

D1=500 000N/m

Második eset

x=60cm=0,6m

63 000J=0,5*D2*x^2

D=350 000N/m

Az elsőt kell választania.

A többihez most nincs már időm, mindennek számolj utána, mert csak gyorsan számolgattam!!!!