Вопрос школьника
Автомобиль массой 3 т трогается из состояния покоя по горизонтальному пути в течение 10 с под действием силы тяги 3000 Н. Определите, с каким ускорением движется автомобиль при разгоне и какой скорости он достигает за это время? Коэффициент сопротивления движения 0,02.
Ответ от учителя
Для решения задачи воспользуемся вторым законом Ньютона:
F = ma
где F — сила, действующая на автомобиль, m — масса автомобиля, a — ускорение.
Сила, действующая на автомобиль, равна силе тяги минус сила сопротивления движению:
F = Fтяги — Fсопр
Fтяги = 3000 Н
Fсопр = μ * m * g, где μ — коэффициент сопротивления движения, g — ускорение свободного падения (принимаем равным 9,81 м/с^2)
Fсопр = 0,02 * 3000 кг * 9,81 м/с^2 = 588,6 Н
F = 3000 Н — 588,6 Н = 2411,4 Н
Теперь можем найти ускорение:
a = F/m = 2411,4 Н / 3000 кг = 0,804 м/с^2
Чтобы найти скорость, которую достигнет автомобиль за 10 секунд, воспользуемся формулой для равноускоренного движения:
v = v0 + at
где v0 — начальная скорость (равна 0, так как автомобиль стоит на месте), t — время, a — ускорение.
v = 0 + 0,804 м/с^2 * 10 с = 8,04 м/с
Ответ: ускорение автомобиля при разгоне равно 0,804 м/с^2, скорость, которую он достигнет за 10 секунд, равна 8,04 м/с.
