Поезд начинает движение для разгона.

А) Изобразите силы, действующие на поезд.

В) Сравните эти силы, используя различные длины векторов.

С) Рассчитайте ускорение поезда массой 20 т при разбеге, если равнодействующая сил составляет 50 кН.

Физика 11 класс Законы Ньютона поезд Движение разгон силы ускорение масса равнодействующая сила физика 11 класс Новый

Давайте разберем задачу по шагам.

А) Изображение сил, действующих на поезд:

• Сила тяжести (mg) - направлена вниз, где m - масса поезда.
• Сила нормальной реакции (N) - направлена вверх, равна по величине силе тяжести в стационарном положении.
• Сила тяги (T) - направлена вперед, создается локомотивом при разгонке поезда.
• Сила сопротивления (F_r) - направлена назад, возникает из-за трения и сопротивления воздуха.

На схеме можно изобразить эти силы следующим образом:

• Сила тяжести (mg) и сила нормальной реакции (N) направлены вертикально вниз и вверх соответственно.
• Сила тяги (T) направлена вправо.
• Сила сопротивления (F_r) направлена влево.

В) Сравнение этих сил, используя различные длины векторов:

При сравнении сил мы можем использовать длину векторов для визуального представления их величины. Например:

• Сила тяжести (mg) и сила нормальной реакции (N) будут равны, если поезд находится в состоянии покоя или движется равномерно.
• Сила тяги (T) обычно будет больше силы сопротивления (F_r) во время разгона.

Таким образом, длина вектора тяги должна быть больше, чем длина вектора сопротивления.

С) Расчет ускорения поезда массой 20 т при разбеге, если равнодействующая сил составляет 50 кН:

Для расчета ускорения воспользуемся вторым законом Ньютона, который гласит, что сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению его массы на ускорение:

1. Переведем массу поезда из тонн в килограммы: 20 т = 20000 кг.
2. Равнодействующая сила (F) составляет 50 кН, что равно 50000 Н.
3. По формуле второго закона Ньютона: F = m * a, где F - равнодействующая сила, m - масса, a - ускорение. Подставим известные значения:

50000 Н = 20000 кг * a

1. Теперь выразим ускорение (a):
2. a = 50000 Н / 20000 кг = 2.5 м/с².

Таким образом, ускорение поезда составляет 2.5 м/с².