Яку силу тяги потрібно визначити для автомобіля масою 4т, який рухається вгору з прискоренням 0,2 м/с? Ухил дороги

Тема урока: Определение силы тяги для автомобиля, движущегося по наклонной дороге

Пояснение: Чтобы определить силу тяги, необходимую для автомобиля массой 4 тонны, движущегося вверх по наклонной дороге, нам понадобится знание формулы суммы сил.

На наклонной дороге действуют две силы: сила гравитации, направленная вниз, и сила трения, направленная вверх. Сумма этих сил должна быть равна произведению массы автомобиля на его ускорение.

Формула для нахождения суммы сил:
ΣF = m * a

Где:
ΣF - сумма всех сил
m - масса автомобиля
a - ускорение автомобиля

Для нахождения силы трения (Fтрения), мы должны учитывать угол наклона дороги (θ) и коэффициент трения (μ):

Fтрения = м * g * sin(θ),
где
g - ускорение свободного падения (около 9,8 м/с²).

С учетом данных из задачи, мы можем вычислить силу трения (Fтрения = m * g * sin(θ)) и силу тяги (ΣF = m * a) с использованием формулы:

Формула для нахождения суммы сил:
ΣF = m * a

Формула для нахождения силы трения:
Fтрения = m * g * sin(θ),

Подставляя значения, получаем:

Fтяги = ΣF - Fтрения
Fтяги = m * a - m * g * sin(θ)

Например:
Дано:
масса автомобиля (m) = 4 т = 4000 кг
ускорение (a) = 0,2 м/с²
угол наклона дороги (θ) = 0,02
коэффициент трения (μ) = 0,04
Ускорение свободного падения (g) = 9,8 м/с²

Вычисляем силу тяги:

Fтяги = m * a - m * g * sin(θ)
Fтяги = 4000 кг * 0,2 м/с² - 4000 кг * 9,8 м/с² * sin(0,02)

Выполняем вычисления:

Fтяги = 800 Н - 7840 Н * 0,020000 = 800 - 156,8 = 643,2 Н

Ответ: Сила тяги, необходимая для автомобиля массой 4 тонны, движущегося вверх по наклонной дороге с ускорением 0,2 м/с², углом наклона дороги 0,02 и коэффициентом трения 0,04, равна 643,2 Н.

Совет: Для лучшего понимания концепции и решения данной задачи, важно понимать, как силы взаимодействуют между собой. Вы можете представить себе ход движения автомобиля по наклонной дороге и визуализировать каждую силу, которая действует на него. Изучение понятия сил и формул, связанных с этой темой, поможет вам лучше понять процесс и решить подобные задачи в будущем. Помните о важности единиц измерения и правильном применении формул при подстановке значений.

Дополнительное упражнение:
Масса автомобиля составляет 1200 кг. Он движется вверх по наклонной дороге с ускорением 0,4 м/с². Угол наклона дороги равен 0,1, а коэффициент трения составляет 0,03. Определите силу тяги, необходимую для этого автомобиля.