Какова сила сопротивления движению тепловоза, который развивает постоянную силу тяги 147 кН на горизонтальном участке пути длиной 600 м, если его скорость увеличивается с 36 до 54 км/ч, при массе поезда 1000 т?

Какова сила, с которой жесткий стержень длиной 1 м действует на шарик массой 100 г в верхней точке, если шарик вращается равномерно в вертикальной плоскости при скоростях 2 м/с и 4 м/с?

Какое ускорение имеют два груза массами 2 кг и 4 кг, связанные нерастяжимой нитью, если к первому грузу приложена сила 84 Н, и какова сила натяжения нити?

Физика 10 класс Динамика сила сопротивления тепловоз постоянная сила тяги горизонтальный участок пути скорость масса поезда жесткий стержень шарик равномерное вращение вертикальная плоскость ускорение грузы нерастяжимая нить сила натяжение нити Новый

Давайте разберем каждую задачу по очереди.

1. Сила сопротивления движению тепловоза:

Дано:

• Сила тяги (F_t) = 147 кН = 147000 Н
• Длина пути (s) = 600 м
• Начальная скорость (v1) = 36 км/ч = 10 м/c
• Конечная скорость (v2) = 54 км/ч = 15 м/c
• Масса поезда (m) = 1000 т = 1000000 кг

Сначала найдем изменение скорости:

• Δv = v2 - v1 = 15 м/c - 10 м/c = 5 м/c

Теперь найдем ускорение:

• Согласно формуле: a = (v2 - v1) / t, где t - время, за которое происходит изменение скорости.

Сначала найдем время, используя формулу пути:

• s = (v1 + v2) / 2 * t

Подставляем известные значения:

• 600 = (10 + 15) / 2 * t
• 600 = 12.5 * t
• t = 600 / 12.5 = 48 секунд

Теперь можем найти ускорение:

• a = Δv / t = 5 м/c / 48 с ≈ 0.104 м/c²

Теперь можем найти силу, действующую на тепловоз:

• F = m * a = 1000000 кг * 0.104 м/c² = 104000 Н

Теперь найдем силу сопротивления (F_s):

• F_t = F_s + F
• F_s = F_t - F = 147000 Н - 104000 Н = 43000 Н

Таким образом, сила сопротивления движению тепловоза составляет 43000 Н.

2. Сила, с которой жесткий стержень действует на шарик:

Дано:

• Длина стержня (L) = 1 м
• Масса шарика (m) = 100 г = 0.1 кг
• Скорость (v1) = 2 м/c
• Скорость (v2) = 4 м/c

Сначала найдем центростремительное ускорение (a_c) для каждой скорости:

• a_c = v² / L

Для v1 = 2 м/c:

• a_c1 = (2 м/c)² / 1 м = 4 м/c²

Сила, действующая на шарик (F1):

• F1 = m * a_c1 = 0.1 кг * 4 м/c² = 0.4 Н

Для v2 = 4 м/c:

• a_c2 = (4 м/c)² / 1 м = 16 м/c²

Сила, действующая на шарик (F2):

• F2 = m * a_c2 = 0.1 кг * 16 м/c² = 1.6 Н

Таким образом, сила, с которой жесткий стержень действует на шарик, составляет 0.4 Н при скорости 2 м/c и 1.6 Н при скорости 4 м/c.

3. Ускорение и сила натяжения нити:

Дано:

• Масса первого груза (m1) = 2 кг
• Масса второго груза (m2) = 4 кг
• Сила (F) = 84 Н

Сначала найдем общее ускорение системы:

• Сила, действующая на систему: F - T = (m1 + m2) * a

Где T - сила натяжения нити. Подставляем известные значения:

• 84 Н - T = (2 кг + 4 кг) * a

Теперь выразим T:

• T = 84 Н - 6a

Теперь найдем ускорение, используя второй груз:

• T = m2 * a
• T = 4a

Теперь подставим T из первого уравнения во второе:

• 4a = 84 Н - 6a
• 10a = 84 Н
• a = 84 Н / 10 = 8.4 м/c²

Теперь подставим a обратно в уравнение для T:

• T = 4 * 8.4 = 33.6 Н

Таким образом, ускорение системы составляет 8.4 м/c², а сила натяжения нити равна 33.6 Н.