Чтобы определить работу, выполненную силой тяги автомобиля, необходимо учитывать как работу, связанную с ускорением автомобиля, так и работу, преодолевающую силу сопротивления движению. Давайте разберем это шаг за шагом:
- Определяем силу тяги, необходимую для ускорения автомобиля:
- Масса автомобиля m = 2000 кг (2 тонны).
- Ускорение a = 2 м/с².
- Сила, необходимая для ускорения (по второму закону Ньютона): Fуск = m * a.
- Подставляем значения: Fуск = 2000 кг * 2 м/с² = 4000 Н.
- Определяем силу сопротивления движению:
- Коэффициент сопротивления k = 0,01.
- Сила сопротивления: Fсопр = k * m * g, где g = 9,8 м/с² (ускорение свободного падения).
- Подставляем значения: Fсопр = 0,01 * 2000 кг * 9,8 м/с² = 196 Н.
- Определяем полную силу тяги:
- Полная сила тяги: Fтяги = Fуск + Fсопр.
- Подставляем значения: Fтяги = 4000 Н + 196 Н = 4196 Н.
- Определяем перемещение автомобиля за 5 секунд:
- Начальная скорость автомобиля v0 = 0 м/с (начинает движение).
- Используем формулу перемещения при равномерном ускорении: s = v0 * t + (a * t²) / 2.
- Подставляем значения: s = 0 м/с * 5 с + (2 м/с² * (5 с)²) / 2 = 25 м.
- Определяем работу силы тяги:
- Работа силы тяги: A = Fтяги * s.
- Подставляем значения: A = 4196 Н * 25 м = 104900 Дж (или 104,9 кДж).
Таким образом, работа, выполненная силой тяги автомобиля, составляет 104900 Дж (или 104,9 кДж).