2. АВТОМОБИЛь массой 2000 кг в течении 10 с после начала движения из состояния покоя, развил скорость до 10 м/с на горизонтальном участке пути.
А) Вычислите ускорение автомобиля
В) Изобразите на рисунке силы, действующие на автомобиль
C) Запишите второй закон Ньютона для данного движения с учетом всех действующих сил в векторной форме и в проекциях на координатные оси
D) Коэффициент трения колес автомобиля и дороги равен 0,01. Запишите формулу и вычислите силу трения
E) Запишите формулу и рассчитайте силу тяги автомобиля
Ответы
A) Для вычисления ускорения автомобиля можно использовать уравнение равномерного прямолинейного движения:
v = u + at
где:
v - конечная скорость (10 м/с)
u - начальная скорость (0 м/с, так как автомобиль начинает движение из состояния покоя)
a - ускорение
t - время (10 с)
Подставляя известные значения, получаем:
10 = 0 + a × 10
Отсюда можно найти ускорение a:
a= 10/10 =1 м/с²
B) На рисунке силы, действующие на автомобиль, включают:
Сила тяги (вперед) - Fтяги
Сила трения (вперед) - Fтрения
Вес (вниз) - Fвеса
Нормальная сила (вверх) - Fнорм
C) Второй закон Ньютона в векторной форме:
⃗ ⃗
F = m × a
где:
⃗
F - вектор суммы всех сил
m - масса автомобиля (2000 кг)
⃗
a - вектор ускорения
Проекции на координатные оси:
ΣFₓ = m × aₓ
ΣFy = m × ay
D) Сила трения определяется как произведение коэффициента трения на нормальную силу:
Fтрения = μ × Fнорм
где
μ - коэффициент трения (0,01)
Fтрения = 0,01 × m × g
где g - ускорение свободного падения (приблизительно 9,8 м/с²)
E) Сила тяги может быть вычислена с использованием второго закона Ньютона:
Fтяги = m × a
Fтяги = 2000 × 1 = 2000Н