Работа, мощность, энергия — тренажёр по физике 7–9 класс — игра для детей 12–16 лет

Работа, мощность и энергия — базовый блок механики, который проходят в 7 классе и повторяют в 9 перед ОГЭ. В кодификаторах ВПР и ОГЭ по физике это сразу несколько заданий: расчёт работы силы, расчёт мощности двигателя или человека, кинетическая и потенциальная энергия, закон сохранения механической энергии. Формулы, которые нужно знать наизусть: механическая работа A = F·s (джоуль, Дж) — сила умножается на путь, пройденный в направлении силы; мощность N = A/t (ватт, Вт) — работа за единицу времени, 1 Вт = 1 Дж/с; кинетическая энергия Eₖ = mv²/2 — зависит от квадрата скорости, поэтому при удвоении скорости энергия растёт вчетверо; потенциальная энергия поднятого тела Eₚ = mgh, где g ≈ 10 Н/кг в школьных задачах. Типовой пример на работу: рабочий тянет ящик с силой 150 Н на 8 м, значит A = 150 · 8 = 1200 Дж. Типовой пример на мощность: подъёмник поднимает груз, совершая работу 6000 Дж за 30 с, значит N = 6000 / 30 = 200 Вт. Типовой пример на закон сохранения энергии: тело падает с высоты 20 м, вся потенциальная энергия переходит в кинетическую, mgh = mv²/2, масса сокращается, v = √(2gh) = √(2·10·20) = 20 м/с. Главные ошибки школьников: считают работу, когда сила перпендикулярна перемещению (там A = 0), путают ватты с джоулями, забывают делить на 2 в формуле кинетической энергии и подставляют скорость в км/ч вместо м/с. Тренажёр устроен так, чтобы эти ошибки всплыли и разобрались: три уровня — узнавание формул и единиц, расчёт работы и мощности, задачи на энергию и её сохранение. После каждой ошибки показывается решение с подстановкой чисел.

Категория: Эрудиция и словарь. Возраст: 12–16 лет.

Чему учит игра

Формулы работы, мощности и энергии.
Расчёт работы силы и мощности двигателя.
Кинетическую и потенциальную энергию.
Закон сохранения механической энергии.
Единицы измерения в СИ: джоуль и ватт.

Когда подходит (12–16 лет)

Тренажёр подходит для уроков физики в 7–9 классах, для домашней отработки после параграфов «Механическая работа», «Мощность», «Энергия», для подготовки к ВПР по физике за 7 класс и к ОГЭ в 9 классе, а также для повторения перед контрольной по механике. Оптимальный режим — 10 минут в день: сначала лёгкий уровень (формулы и единицы измерения), затем средний (расчёт работы и мощности), затем сложный (энергия и закон её сохранения). Возраст 12–16 лет; десятиклассникам тренажёр полезен как быстрое повторение перед разделом «Законы сохранения в механике».

Как играть с ребёнком

Начните с лёгкого — уверенно узнавайте формулы и единицы измерения.
На среднем считайте работу и мощность в уме (перемножайте до 200).
На сложном — задачи на энергию и её сохранение (свободное падение).
После ошибки внимательно читайте разбор решения.
Занимайтесь 10 минут в день — этого достаточно для ВПР/ОГЭ.

Частые вопросы

Как найти механическую работу?

A = F · s, где F — сила в ньютонах, направленная вдоль перемещения, s — путь в метрах. Единица работы — джоуль (Дж). Пример: сила 150 Н на пути 8 м даёт работу 1200 Дж.

Когда работа силы равна нулю?

В трёх случаях: тело не перемещается (s = 0), сила равна нулю, или сила перпендикулярна перемещению. Поэтому сила тяжести не совершает работу, когда груз несут горизонтально.

Что такое мощность и в чём она измеряется?

Мощность N = A/t показывает работу за единицу времени. Единица — ватт: 1 Вт = 1 Дж/с. Пример: работа 6000 Дж за 30 с — это мощность 200 Вт. Через скорость: N = F·v.

Формула кинетической энергии?

Eₖ = m · v² / 2. Скорость входит в квадрате: если скорость вырастет в 2 раза, кинетическая энергия вырастет в 4 раза. Скорость обязательно подставляют в м/с.

Формула потенциальной энергии поднятого тела?

Eₚ = m · g · h, где g ≈ 9,8 (в школьных задачах ≈10) Н/кг, h — высота над выбранным нулевым уровнем. Нулевой уровень выбирают сами — от него и считают высоту.

Как найти скорость тела у земли при падении с высоты h?

По закону сохранения энергии mgh = mv²/2, масса сокращается, значит v = √(2gh). При h = 20 м и g = 10 получаем v = √400 = 20 м/с. Масса на ответ не влияет.

Чем работа отличается от энергии?

Работа — процесс передачи или превращения энергии, энергия — запас, характеристика состояния тела. Измеряются одинаково, в джоулях, но работа всегда связана с перемещением.

Какие ошибки чаще всего допускают в этих задачах?

Забывают делить на 2 в Eₖ, путают ватты и джоули, подставляют км/ч вместо м/с, считают работу при перпендикулярной силе. Тренажёр после ошибки показывает разбор именно с этими местами.

Как готовиться к ОГЭ по этой теме?

Сначала доведите формулы до автоматизма на лёгком уровне, потом решайте расчётные задачи на средний уровень без калькулятора, затем переходите к задачам на сохранение энергии — это формат второй части ОГЭ.

Нужен ли калькулятор?

Нет. Числа подобраны так, чтобы считать в уме или в столбик: произведения до 200, круглые высоты и времена. Это специально — на ВПР и ОГЭ калькулятор по физике не всегда разрешён.

Где ещё пригодится эта игра

Физика Физика — 7 класс Физика — 9 класс Физика — 10 класс