Яка сила тяги двигуна вантажівки, яка рухається по прямій ділянці дороги, якщо відомо, що коефіцієнт тертя коліс
Яка сила тяги двигуна вантажівки, яка рухається по прямій ділянці дороги, якщо відомо, що коефіцієнт тертя коліс становить 0,003, а прискорення вільного падіння дорівнює 10 м/с²?
03.12.2023 15:46
Описание:
Сила тяги двигателя определяется исходя из второго закона Ньютона, который гласит, что сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению его массы на ускорение. В данной задаче нам известен коэффициент трения колес и ускорение свободного падения.
Когда вантажная машина движется по прямой дороге без подъемов и спусков, то тяговое усилие должно преодолеть только силу трения колес о дорогу. Таким образом, сила тяги двигателя будет равна силе трения.
Сила трения между колесами и дорогой определяется продуктом коэффициента трения и нормальной силы, действующей на колеса. Нормальная сила равна произведению массы машины на ускорение свободного падения.
Итак, чтобы найти силу тяги двигателя вантажной машины, нужно умножить массу машины на ускорение свободного падения и коэффициент трения:
Сила тяги = масса машины * ускорение свободного падения * коэффициент трения
Например:
Допустим, масса вантажної машини дорівнює 5000 кг. Тогда:
Сила тяги = 5000 кг * 10 м/с² * 0,003 = 150 Н
Таким образом, сила тяги двигателя вантажной машины составляет 150 Н (ньютон).
Совет: Для лучшего понимания этой задачи рекомендуется изучить темы силы тяги, трения и второго закона Ньютона.
Закрепляющее упражнение: Если масса вантажной машины составляет 8000 кг, а коэффициент трения колес равен 0,002, найдите силу тяги двигателя.
Объяснение: Чтобы определить силу тяги двигателя вантажной машины, рассмотрим силу трения и второй закон Ньютона. Коэффициент трения колес равен 0,003. Прискорение свободного падения равно 10 м/с².
Сила трения определяется как произведение нормальной реакции и коэффициента трения. Нормальная реакция равна силе тяжести, следовательно, нормальная реакция равна массе вантажной машины, умноженной на ускорение свободного падения.
Сила трения равна произведению коэффициента трения и нормальной реакции.
Зная, что масса вантажной машины и прискорение свободного падения, мы можем выразить нормальную реакцию и силу трения.
Сила тяги равна силе трения и противоположна ей по направлению. Таким образом, сила тяги равна силе трения, умноженной на -1.
Рассчитывая значения, получим:
Нормальная реакция = масса × ускорение свободного падения.
Сила трения = коэффициент трения × нормальная реакция.
Сила тяги = сила трения × (-1).
Например:
Масса вантажной машины: 5000 кг.
Рассчитаем каждую величину:
Нормальная реакция = 5000 кг × 10 м/с² = 50000 кг × м/с².
Сила трения = 0,003 × 50000 кг × м/с² = 150 кг × м/с².
Сила тяги = -150 кг × м/с².
Совет: Чтобы лучше понять силу тяги и силу трения, можно представить ситуацию, в которой вы толкаете или тянете тележку. Когда сила тяги превышает силу трения, тележка движется вперед. Если сила тяги равна силе трения, тележка остается в покое. Если сила тяги меньше силы трения, тележка останавливается или движется назад.
Дополнительное задание:
Масса вантажной машины составляет 4000 кг. Какую силу тяги нужно приложить, чтобы преодолеть силу трения, если коэффициент трения колес составляет 0,002? (Ответ должен быть в килограммах умножить на метры в секунду в квадрате).