Трактор тянет плуг с постоянной скоростью 5,4 км/ч, прикладывая силу 50 кН. Лошадь тянет плуг со скоростью 3 м/с, прикладывая силу 100 Н.
а) Какую мощность развивает лошадь?
б) Какую мощность развивает трактор?
в) Кто затратит большее время на выполняемую работу, если площадь участка, который обрабатывает  тракторист, в 100 раз больше площади участка, который обрабатывает крестьянин с плугом?
от

1 Ответ

Дано:  
- Скорость трактора V_tr = 5.4 км/ч = 5.4 * (1000/3600) = 1.5 м/с  
- Сила трактора F_tr = 50 кН = 50000 Н  
- Скорость лошади V_h = 3 м/с  
- Сила лошади F_h = 100 Н  

а) Найти мощность, развиваемую лошадью.

Мощность P рассчитывается по формуле:  
P = F * V  

Для лошади:  
P_h = F_h * V_h  
P_h = 100 Н * 3 м/с  
P_h = 300 Вт  

Ответ: мощность, развиваемая лошадью, равна 300 Вт.

б) Найти мощность, развиваемую трактором.

Для трактора:  
P_tr = F_tr * V_tr  
P_tr = 50000 Н * 1.5 м/с  
P_tr = 75000 Вт  

Ответ: мощность, развиваемая трактором, равна 75000 Вт.

в) Определить, кто затратит большее время на выполняемую работу.

Площадь участка, который обрабатывает тракторист, A_tr = 100 * A_h, где A_h – площадь, обрабатываемая лошадью.

Работа W рассчитывается по формуле:  
W = P * t  

Для лошади:  
W_h = P_h * t_h  
Для трактора:  
W_tr = P_tr * t_tr  

Так как площади участка связаны, можно выразить время через площадь и мощность:  
t_h = A_h / (F_h * V_h)  
t_tr = A_tr / (F_tr * V_tr)  
t_tr = 100 * A_h / (F_tr * V_tr)  

Теперь подставим:  
t_h = A_h / 300  
t_tr = 100 * A_h / 75000  

Сравним время:  
t_tr = (100 / 75000) * A_h = (2/1500) * A_h  
t_h = A_h / 300  

Поскольку A_h сокращается:  
t_tr / t_h = (2/1500) / (1/300) = 2 / 5 = 0.4

Это значит, что  
t_tr = 0.4 * t_h  

Ответ: трактор затратит меньшее время на выполнение работы.
от