Давайте по порядку разберем все вопросы, касающиеся движения автомобиля и сил, действующих на него.

На автомобиль действуют следующие силы:

• Сила тяжести (Fтяж): Это сила, с которой Земля притягивает автомобиль. Рассчитывается по формуле Fтяж = m * g, где m - масса автомобиля, g - ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²).
• Сила нормальной реакции (Fн): Это сила, которая действует перпендикулярно поверхности дороги и уравновешивает силу тяжести.
• Сила трения (Fтр): Это сила, которая противодействует движению автомобиля. Рассчитывается по формуле Fтр = μ * Fн, где μ - коэффициент трения.
• Сила тяги (Fтяги): Это сила, которую создает двигатель автомобиля для его движения.

Векторная форма второго закона Ньютона записывается как:

F = m * a,

где F - результирующая (равнодействующая) сила, m - масса тела, a - ускорение.

Для нахождения ускорения автомобиля можно использовать формулу:

a = (v2 - v1) / t,

где v2 - конечная скорость, v1 - начальная скорость, t - время. Однако нам не дано время, поэтому можем использовать уравнение движения:

v2² = v1² + 2a * s,

где s - расстояние. Подставляем известные значения:

1. v1 = 20 м/с
2. v2 = 40 м/с
3. s = 300 м

Решаем уравнение для a:

40² = 20² + 2a * 300

1600 = 400 + 600a

1200 = 600a

a = 2 м/с².

Равнодействующая сила F будет равна разности силы тяги и силы трения:

F = Fтяги - Fтр.

Сначала найдем силу трения:

Fн = Fтяж = m * g = 15000 кг * 9.81 м/с² = 147150 Н.

Fтр = μ * Fн = 0.005 * 147150 Н = 735.75 Н.

Теперь, чтобы найти равнодействующую силу, нам нужно знать силу тяги. Предположим, что Fтяги = F + Fтр.

Сила тяги может быть найдена из второго закона Ньютона:

Fтяги = m * a + Fтр.

Подставим известные значения:

Fтяги = 15000 кг * 2 м/с² + 735.75 Н = 30000 Н + 735.75 Н = 30735.75 Н.

Сила тяги должна превышать равнодействующую силу, чтобы автомобиль мог ускоряться. Если сила тяги равна или меньше равнодействующей силы, то автомобиль либо будет двигаться с постоянной скоростью, либо замедляться. Для достижения ускорения необходимо, чтобы сила тяги была больше силы сопротивления (в данном случае силы трения), чтобы преодолеть эту силу и начать движение вперед.