Вопрос задан 13.01.2025 в 19:40. Предмет Физика. Спрашивает Прытов Денис.

Автомобиль массой 2 т, тронувшись с места, за 40 с набрал скорость 36 км/ч, затем двигался прямолинейно равномерно. При торможении перед перекрестком автомобиль остановился за 8 с. Какова была равнодействующая приложенных к нему сил при разгоне? При прямолинейном равномерном движении? При торможении?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Шматков Александр.

Для решения задачи начнем с разбора каждого этапа движения автомобиля: разгон, равномерное движение и торможение.

1. Разгон автомобиля

Масса автомобиля m=2m = 2 т (или 2000 кг). Скорость, которую он достиг за 40 секунд, составляет 36 км/ч. Прежде чем рассчитывать равнодействующую силу, нужно перевести скорость в метры в секунду:

v=36км/ч=36×10003600=10м/сv = 36 \, \text{км/ч} = \frac{36 \times 1000}{3600} = 10 \, \text{м/с}

Теперь найдем ускорение, используя формулу:

a=ΔvΔt=v040с=10м/с40с=0.25м/с2a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{v - 0}{40 \, \text{с}} = \frac{10 \, \text{м/с}}{40 \, \text{с}} = 0.25 \, \text{м/с}^2

Сила, действующая на автомобиль при разгоне, определяется по второму закону Ньютона:

F=ma=2000кг0.25м/с2=500НF = m \cdot a = 2000 \, \text{кг} \cdot 0.25 \, \text{м/с}^2 = 500 \, \text{Н}

Таким образом, равнодействующая сила при разгоне составляет 500 Н.

2. Прямолинейное равномерное движение

При прямолинейном равномерном движении скорость автомобиля остается постоянной. Это означает, что ускорение равно нулю:

a=0м/с2a = 0 \, \text{м/с}^2

Поскольку нет изменения скорости, сила, действующая на автомобиль в этом режиме, также равна нулю (на автомобиле действуют силы тяги и сопротивления, которые уравновешивают друг друга). Следовательно, равнодействующая сила при прямолинейном равномерном движении составляет 0 Н.

3. Торможение

При торможении автомобиль останавливается за 8 секунд. Начальная скорость перед торможением равна 10 м/с, конечная скорость vf=0м/сv_f = 0 \, \text{м/с}. Теперь найдем ускорение (в данном случае замедление):

a=vfviΔt=010м/с8с=1.25м/с2a = \frac{v_f - v_i}{\Delta t} = \frac{0 - 10 \, \text{м/с}}{8 \, \text{с}} = -1.25 \, \text{м/с}^2

Отрицательное значение указывает на то, что это замедление. Теперь рассчитаем силу торможения:

F=ma=2000кг(1.25м/с2)=2500НF = m \cdot a = 2000 \, \text{кг} \cdot (-1.25 \, \text{м/с}^2) = -2500 \, \text{Н}

Знак минус здесь показывает, что сила торможения направлена в противоположную сторону движения автомобиля. Таким образом, равнодействующая сила при торможении составляет 2500 Н (с направлением, противоположным движению).

Итоги

  • Равнодействующая сила при разгоне: 500 Н
  • Равнодействующая сила при равномерном движении: 0 Н
  • Равнодействующая сила при торможении: 2500 Н (в направлении, противоположном движению)

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос