При разгоне грузовика на прямом проспекте после остановки у светофора до скорости 36 км/ч за 10 с, затем его движение
При разгоне грузовика на прямом проспекте после остановки у светофора до скорости 36 км/ч за 10 с, затем его движение было равномерным, и перед следующим светофором грузовик затормозил за 8 с. Масса грузовика составляет 4 тонны. Необходимо определить равнодействующую сил, действующих на грузовик, какая она была: а) при разгоне; б) при торможении?
13.11.2023 13:31
Объяснение:
При разгоне и торможении грузовика действуют силы, которые воздействуют на него и обуславливают его движение.
а) При разгоне:
Для определения равнодействующей силы при разгоне грузовика воспользуемся вторым законом Ньютона, который утверждает, что сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению его массы на ускорение:
F = m * a
где F - сила, m - масса грузовика и a - ускорение.
У нас дана масса грузовика, которая составляет 4 тонны. Чтобы найти ускорение, необходимо воспользоваться формулой для ускорения:
a = (V - V0) / t
где V - конечная скорость, V0 - начальная скорость, t - время.
Из условия задачи, известно, что грузовик разгонялся до скорости 36 км/ч за 10 секунд. Начальная скорость равна 0, поскольку грузовик остановился. Заменим все значения в формулу и рассчитаем ускорение:
a = (36 - 0) / 10 = 3.6 м/с²
Теперь можно найти равнодействующую силу, подставив найденное ускорение и массу грузовика во второй закон Ньютона:
F = m * a = 4 * 1000 * 3.6 = 14400 Н (ньютон)
б) При торможении:
При торможении грузовика также действует равнодействующая сила, которая останавливает его движение. Для нахождения этой силы также воспользуемся вторым законом Ньютона:
F = m * a
У нас дана масса грузовика (4 тонны) и время торможения (8 секунд). Начальная скорость равна 36 км/ч. Чтобы найти ускорение, воспользуемся формулой ускорения:
a = (V - V0) / t
В данном случае конечная скорость равна 0 (так как грузовик останавливается), начальная скорость равна 36 км/ч (или 10 м/с) и время равно 8 секундам. Подставив значения в формулу, найдем ускорение:
a = (0 - 10) / 8 = -1.25 м/с² (отрицательное значение указывает на отрицательное ускорение, то есть торможение)
Теперь можем найти равнодействующую силу при торможении, подставив найденное ускорение и массу грузовика во второй закон Ньютона:
F = m * a = 4 * 1000 * (-1.25) = -5000 Н (ньютон) (отрицательное значение указывает на направление противоположное направлению движения грузовика)
Совет:
Для лучшего понимания данной темы рекомендуется изучить основные законы Ньютона, а также основы механики.
Закрепляющее упражнение:
Грузовик с массой 2 тонны имеет начальную скорость 0 и разгоняется до скорости 20 м/с за 5 секунд. Найдите равнодействующую силу, действующую на грузовик в процессе разгона.
Инструкция: Равнодействующая сила - это суммарная сила, действующая на объект. В данной задаче нам необходимо найти равнодействующую силу грузовика во время разгона и торможения.
а) При разгоне грузовика равнодействующая сила будет направлена вперед, противоположно движению грузовика. Сначала определим ускорение грузовика во время разгона, используя формулу ускорения: ускорение (а) = изменение скорости (v) / время (t).
Из условия задачи известно, что скорость грузовика увеличивается с 0 до 36 км/ч (или 10 м/с) за 10 с. Таким образом, ускорение будет равно (36 м/с - 0 м/с) / 10 с = 3.6 м/с².
Далее, используем второй закон Ньютона: сила (F) = масса (m) * ускорение (а). Масса грузовика составляет 4 тонны, что равно 4000 кг.
Заменяем значения в формуле и получаем: F = 4000 кг * 3.6 м/с² = 14400 Н (ньютон).
Таким образом, равнодействующая сила при разгоне грузовика составляет 14400 Н, направлена вперед.
б) При торможении грузовика равнодействующая сила будет направлена назад, противоположно движению грузовика. Используем ту же формулу с ускорением, которое будет равно (0 м/с - 36 м/с) / 8 с = -4.5 м/с² (отрицательное значение указывает на изменение направления движения).
Подставляем второе значение ускорения в формулу силы: F = 4000 кг * (-4.5 м/с²) = -18000 Н (ньютон).
Таким образом, равнодействующая сила при торможении грузовика составляет -18000 Н, направлена назад.
Совет: Чтобы лучше понять концепцию равнодействующей силы, рекомендуется изучить основные законы движения, такие как второй закон Ньютона и формулу ускорения.
Дополнительное упражнение: Если масса грузовика в задаче составляла 5 тонн вместо 4 тонн, как бы изменилась равнодействующая сила при разгоне?