Автомобиль массой 1 тонна поднимается по шоссе с уклоном 30 градусов под действием силы тяги 7 кН. Какое будет ускорение автомобиля, если коэффициент трения равен 0.1?

Физика 11 класс Динамика ускорение автомобиля сила тяги коэффициент трения уклон шоссе физика 11 класс задачи по физике движение автомобиля Новый

Для решения задачи нам нужно рассмотреть силы, действующие на автомобиль, и применить второй закон Ньютона. Давайте разберем шаги подробно.

Шаг 1: Определим силы, действующие на автомобиль.

• Сила тяжести (mg): Это сила, действующая вниз. Массa автомобиля составляет 1 тонна, что равно 1000 кг. Ускорение свободного падения (g) принимаем равным 9.81 м/с².
• Сила тяжести будет равна: mg = 1000 кг * 9.81 м/с² = 9810 Н.
• Компоненты силы тяжести: Поскольку автомобиль поднимается по уклону, нам нужно найти компоненту силы тяжести, которая действует вдоль уклона. Для угла в 30 градусов это будет: Fг = mg * sin(30°) = 9810 Н * 0.5 = 4905 Н.
• Сила нормальной реакции (N): Эта сила перпендикулярна поверхности дороги и равна компоненте силы тяжести, действующей перпендикулярно уклону. Это будет: N = mg * cos(30°) = 9810 Н * (√3/2) ≈ 8490 Н.
• Сила трения (Fт): Сила трения рассчитывается по формуле: Fт = μ * N, где μ - коэффициент трения. Подставляем значения: Fт = 0.1 * 8490 Н = 849 Н.

Шаг 2: Найдем результирующую силу (Fрез).

Теперь мы можем найти результирующую силу, действующую на автомобиль, учитывая силу тяги, силу трения и компоненту силы тяжести:

• Сила тяги (Fтяг) = 7000 Н.
• Результирующая сила: Fрез = Fтяг - Fг - Fт = 7000 Н - 4905 Н - 849 Н = 1246 Н.

Шаг 3: Применим второй закон Ньютона.

По второму закону Ньютона, сумма сил равна произведению массы на ускорение:

• Fрез = m * a.
• Подставляем значения: 1246 Н = 1000 кг * a.
• Ускорение (a) = 1246 Н / 1000 кг = 1.246 м/с².

Ответ: Ускорение автомобиля составляет примерно 1.246 м/с².