Вопрос задан 11.04.2025 в 11:25. Предмет Физика. Спрашивает Шулепов Илья.

Автомобиль массой 4т движется в гору с ускорением 0,2м/с2. Найти силу тяги, если уклон равен 0,02, а коэффициент трения – 0,04.
* Уклон означает: sin α ≈ 0,02, а cos α ≈ 1.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Гребнева Лена.

Для решения задачи найдем силу тяги, действующую на автомобиль. Задача предполагает учет нескольких сил: силы тяжести, силы трения и силы тяги. Учитываем, что движение происходит под углом к горизонту.

Дано:

  • Масса автомобиля, m=4000 кгm = 4000 \, \text{кг},
  • Ускорение, a=0,2 м/с2a = 0,2 \, \text{м/с}^2,
  • Уклон, sin⁡α=0,02\sin \alpha = 0,02, cos⁡α≈1\cos \alpha \approx 1,
  • Коэффициент трения, μ=0,04\mu = 0,04.

Основные силы:

  1. Сила тяжести (FgF_g):

    Fg=m⋅g,F_g = m \cdot g,

    где g=9,8 м/с2g = 9,8 \, \text{м/с}^2.
    Подставляем:

    Fg=4000⋅9,8=39200 Н.F_g = 4000 \cdot 9,8 = 39200 \, \text{Н}.
  2. Сила трения (FтрF_{\text{тр}}):

    Fтр=μ⋅FN,F_{\text{тр}} = \mu \cdot F_N,

    где FNF_N — нормальная сила. На уклоне FN=Fg⋅cos⁡αF_N = F_g \cdot \cos \alpha. Так как cos⁡α≈1\cos \alpha \approx 1, то FN≈FgF_N \approx F_g:

    Fтр=0,04⋅39200=1568 Н.F_{\text{тр}} = 0,04 \cdot 39200 = 1568 \, \text{Н}.
  3. Сила, компенсирующая уклон дороги (FуклонF_{\text{уклон}}): Это составляющая силы тяжести, направленная вдоль уклона:

    Fуклон=Fg⋅sin⁡α.F_{\text{уклон}} = F_g \cdot \sin \alpha.

    Подставляем:

    Fуклон=39200⋅0,02=784 Н.F_{\text{уклон}} = 39200 \cdot 0,02 = 784 \, \text{Н}.
  4. Сила тяги (FтягиF_{\text{тяги}}): Она должна преодолеть силу трения, силу уклона и обеспечить движение с ускорением. Общее уравнение второго закона Ньютона вдоль уклона:

    Fтяги−Fтр−Fуклон=m⋅a.F_{\text{тяги}} - F_{\text{тр}} - F_{\text{уклон}} = m \cdot a.

    Отсюда:

    Fтяги=Fтр+Fуклон+m⋅a.F_{\text{тяги}} = F_{\text{тр}} + F_{\text{уклон}} + m \cdot a.

Расчеты:

  1. m⋅am \cdot a:

    m⋅a=4000⋅0,2=800 Н.m \cdot a = 4000 \cdot 0,2 = 800 \, \text{Н}.
  2. Полная сила тяги:

    Fтяги=1568+784+800=3152 Н.F_{\text{тяги}} = 1568 + 784 + 800 = 3152 \, \text{Н}.

Ответ:

Сила тяги автомобиля составляет 3152 Н.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос