Кто понимает физику за 7ой класс?
В тесте по физике был вопрос: когда велосипедист едет в гору, тратит ли он больше СИЛЫ, если едет быстрее. Казалось бы, интуитивный ответ "да". Однако, исходя из того, что работа совершается одна и та же, и расстояние не меняется, то и сила остается неизменной (W=Fs). Время в эту формулу не входит. От времени зависит мощность (P=W:t), т.е. чтобы совершить ту же работу за меньшее время, надо увеличить мощность. Так вот вопрос: как связаны сила и мощность? Как примирить формулы и интуитивные представления? Разумеется, чтобы ребенку было понятно.
Мощность характеризует быстроту совершения работы. Они связаны между собой. Подставим формулу работы A=Fs в формулу мощности. Получим:
N=Fs/t.
Но v=s/t является скоростью движения. Таким образом, получим зависимость между мощностью и скоростью:
N=Fv
Формула показывает, что при одной и той же мощности, но при меньшей скорости, сила должна быть большей (произведение Fv=N остается постоянным). Поэтому
на подъеме коробку передач автомобиля переключают на меньшую скорость, т.к. сила сопротивления движению на подьеме возрастает. Если же требуется увеличить скорость, то надо увеличить и мощность
интуитивный ответ "да"
... возникает из-за того, что уСИЛие, которое надо приложить велосипедисту, нужно воспринимать как мощность, а не силу. А мощность, как правильно замечено, работа в единицу времени.
Велосипедист при разных скоростях работает в этом примере с одинаковой силой, так как сопротивляется силе тяжести и трения. В реале сила трения, конечно с увеличением скорости возрастает и эта составляющая сопротивления (незначительно) увеличивается, но этим в школьной физике пренебрегают. Поэтому сила прикладывается та же. Работа совершаятся та же. А вот мощность при более быстром преодолении одинакового расстояния нужно развить бóльшую.
Разницы не имеет, если рассматривать "сферического коня в вакууме". На самом деле, напрмер, сопротивление воздуха зависит от квадрата скорости и каждый, кто катался на велосипеде быстрее 10-15 км/ч отлично это чувствовал. Так что чем быстрее вы едете от А до Б, тем при прочих равных большую работу совершаете.
