Какое ускорение развил автомобиль массой 2500 кг за 10 секунд, если он начал движение из состояния покоя и достиг скорости 15 м/с на горизонтальном участке пути? Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с².

1. Изобразите на рисунке силы, действующие на автомобиль.
2. Запишите второй закон Ньютона для данного движения с учетом всех действующих сил в векторной форме и в проекциях на координатные оси.
3. Коэффициент трения колес автомобиля и дороги равен 0,05. Запишите формулу и вычислите силу трения.
4. Запишите формулу и рассчитайте силу тяги автомобиля.

Физика 10 класс Законы Ньютона и движение тел ускорение автомобиля масса автомобиля силы на автомобиль второй закон Ньютона коэффициент трения сила трения сила тяги движение автомобиля горизонтальный участок физика автомобиля Новый

Давайте разберем задачу по шагам.

1. Определение ускорения автомобиля:

Автомобиль начал движение из состояния покоя и достиг скорости 15 м/с за 10 секунд. Мы можем использовать формулу для расчета ускорения:

a = (v - v0) / t

• где:
• a - ускорение (м/с²),
• v - конечная скорость (15 м/с),
• v0 - начальная скорость (0 м/с),
• t - время (10 с).

Подставим значения:

a = (15 - 0) / 10 = 1.5 м/с²

2. Силы, действующие на автомобиль:

На автомобиль действуют следующие силы:

• Сила тяги (Fт), направленная вперед.
• Сила трения (Fтр), направленная назад, против движения.
• Сила тяжести (Fг), направленная вниз.
• Сила нормального давления (Fн), направленная вверх.

Так как автомобиль движется по горизонтальному участку, силы тяжести и нормального давления уравновешивают друг друга.

3. Второй закон Ньютона:

Запишем второй закон Ньютона для данного движения:

F = m * a

В векторной форме это будет:

Fт - Fтр = m * a

Теперь подставим значения:

Fт - Fтр = 2500 * 1.5

Fт - Fтр = 3750 Н

4. Расчет силы трения:

Сила трения рассчитывается по формуле:

Fтр = μ * N

где:

• μ - коэффициент трения (0.05),
• N - нормальная сила, равная силе тяжести (Fг = m * g), где g = 10 м/с².

Сначала найдем нормальную силу:

N = m * g = 2500 * 10 = 25000 Н

Теперь подставим значение N в формулу для силы трения:

Fтр = 0.05 * 25000 = 1250 Н

5. Расчет силы тяги:

Теперь мы можем найти силу тяги:

Подставим значение силы трения в уравнение второго закона Ньютона:

Fт - 1250 = 3750

Fт = 3750 + 1250 = 5000 Н

Итак, подведем итог:

• Ускорение автомобиля: 1.5 м/с²
• Сила трения: 1250 Н
• Сила тяги: 5000 Н