Дано:
Глубина колодца (h) = 8 м
Время подъема (t) = 2 мин = 120 с
Объем воды (V) = 10 л = 0.01 м³
Масса пустого ведра (m_ведра) = 400 г = 0.4 кг
Найти:
1) Работу, совершаемую мальчиком
2) Мощность, развиваемую мальчиком
Решение:
1) Сначала найдем массу воды, которая поднимается из колодца:
m_воды = V * ρ_воды,
где ρ_воды - плотность воды.
Плотность воды примерно равна 1000 кг/м³, поэтому:
m_воды = 0.01 * 1000 = 10 кг
Теперь можно найти полную массу вместе с ведром:
m_полная = m_воды + m_ведра,
m_полная = 10 + 0.4 = 10.4 кг
Работа, совершаемая при поднятии ведра, равна изменению потенциальной энергии системы "мальчик + вода":
W = m_полная * g * h,
W = 10.4 * 9.8 * 8 ≈ 811 Дж
2) Мощность, развиваемая мальчиком, определяется как отношение проделанной работы ко времени:
P = W / t,
P = 811 / 120 ≈ 6.76 Вт
Ответ:
1) Мальчик совершает работу около 811 Дж
2) Мощность, которую он при этом развивает, составляет примерно 6.76 Вт