Работа и Мощность — Задание Физика 8 Класс №00050570

Сжатый горячий газ в цилиндре давит на поршень и толкает его. Сила давления газа и движение поршня направлены одинаково, поэтому газ совершает работу $A = Fs$. Силу дадут давление и площадь: из определения давления $p = \dfrac{F}{S}$ получаем $F = pS$.

Переведём всё в основные единицы. Давление $800\text{ кПа} = 800\,000\text{ Па}$. Площадь: в $1\text{ м}^2$ помещается $100\cdot 100 = 10\,000\text{ см}^2$, поэтому $50\text{ см}^2 = 0{,}005\text{ м}^2$. Ход поршня $12\text{ см} = 0{,}12\text{ м}$.

Сила давления газа на поршень:

$$F = pS = 800\,000\cdot 0{,}005 = 4000\text{ Н}.$$

Давление постоянно, значит, и сила на всём ходе одна. Работа на пути поршня:

$$A = F\cdot s = 4000\cdot 0{,}12 = 480\text{ Дж}.$$

Заметь, как легко ошибиться с площадью: если поделить $50$ на $100$, а не на $10\,000$, сила выйдет в сто раз больше.

Проверим себя другим путём. Сдвинувшись, поршень освобождает объём $V = S\cdot s = 50\text{ см}^2\cdot 12\text{ см} = 600\text{ см}^3 = 0{,}0006\text{ м}^3$. Работа $A = F s = p S s = pV$, то есть $800\,000\cdot 0{,}0006 = 480\text{ Дж}$ — то же число.