Энергия — Задание Физика 8 Класс №00050601

Каждый удар копра — это порция энергии. Груз поднимают, он получает потенциальную энергию, при падении она становится кинетической, а при ударе уходит на работу против сопротивления грунта. Нужно сравнить, сколько работы надо совершить, чтобы свая ушла на $1$ м, и сколько энергии даёт один удар.

Энергия одного удара. Груз массой $300$ кг падает с высоты $2$ м:

$$E = mgh = 300 \cdot 10 \cdot 2 = 6000\text{ Дж}.$$

Работа против сопротивления грунта на всём пути. Сила $60\text{ кН} = 60\,000$ Н, путь сваи $1$ м:

$$A = Fs = 60\,000 \cdot 1 = 60\,000\text{ Дж}.$$

Каждый удар закрывает $6000$ Дж этой работы. Сколько таких порций нужно:

$$n = \dfrac{A}{E} = \dfrac{60\,000}{6000} = 10.$$

Заметь: если забыть перевести килоньютоны в ньютоны, получится, что хватит доли одного удара. Это сразу видно как ошибка.

Проверим себя через один удар. Энергия $6000$ Дж против силы $60\,000$ Н загоняет сваю на $\dfrac{6000}{60\,000} = 0{,}1$ м, то есть на $10$ см. Чтобы пройти $100$ см, нужно $100 : 10 = 10$ ударов. Сошлось.