Какую работу совершит постоянная сила тяги двигателя на автомобиле массой 3 т при ускорении 2 м/с² в течение

Тема: Работа, сила и мощность

Разъяснение: Работа, сила и мощность - важные понятия в механике. Работа (обозначается W) измеряется в джоулях (Дж) и является формой энергии, передаваемой или переводимой от одного тела к другому. Согласно закону сохранения энергии, работа, совершенная силой на тело, равна изменению кинетической энергии тела.

Работу можно вычислить, используя следующую формулу:
W = F * s * cos(θ),
где
W - работа,
F - сила, приложенная к телу,
s - путь, по которому совершается движение тела,
θ - угол между направлением силы и направлением движения тела.

В данной задаче требуется найти работу, совершенную постоянной силой тяги двигателя на автомобиле. Масса автомобиля (m) равна 3 т, а ускорение (a) равно 2 м/с². Время (t), в течение которого совершается работа, составляет 20 секунд.

Сначала найдем силу тяги, используя второй закон Ньютона:
F = m * a,
F = 3000 кг * 2 м/с²,
F = 6000 Н.

Затем, используя формулу работы, найдем работу (W):
W = F * s,
W = 6000 Н * s.

Так как ускорение является постоянным, можно использовать формулу для постоянного ускорения:
s = 0.5 * a * t²,
s = 0.5 * 2 м/с² * (20 с)²,
s = 0.5 * 2 м/с² * 400 с²,
s = 400 м.

Подставляем найденное значение s в формулу работы:
W = 6000 Н * 400 м,
W = 2400000 Дж.

Теперь перейдем к вычислению средней мощности (P), которая выражается через работу и время:
P = W / t,
P = 2400000 Дж / 20 с,
P = 120000 Вт.

Пример использования:
Масса автомобиля составляет 3 т, а его ускорение 2 м/с². Сколько работы совершит постоянная сила тяги двигателя в течение 20 секунд? Какая будет средняя мощность, если сила сопротивления равна 600 Н?

Совет: При решении задач, связанных с работой, силой и мощностью, важно всегда четко определить данные и воспользоваться соответствующими формулами. Также обратите внимание на единицы измерения, чтобы правильно сопоставить значения.

Упражнение:
Металлический блок массой 5 кг поднимается на высоту 10 метров. С какой силой работы будет подниматься блок и какая мощность будет развиваться, если эту работу совершают за 5 секунд? (Ускорение свободного падения примите равным 9.8 м/с²)