После того как вагон массой 20 тонн получил толчок, он остановился через 50 секунд, пройдя при этом расстояние 125 метров. Как можно определить тормозящую силу в этом случае?

Физика 11 класс Динамика тормозящая сила вагон 20 тонн расстояние 125 метров время 50 секунд физика 11 класс расчет тормозящей силы Новый

Для определения тормозящей силы, действующей на вагон, нам нужно использовать законы физики, в частности, второй закон Ньютона и уравнения движения. Давайте разберем шаги решения этой задачи.

1. Определим начальные данные:
   • Масса вагона (m) = 20 тонн = 20000 кг
   • Время торможения (t) = 50 секунд
   • Пройденное расстояние (S) = 125 метров
2. Найдем среднюю скорость вагона:

   Средняя скорость (Vср) во время торможения может быть найдена по формуле:

   Vср = S / t

   Подставим известные значения:

   Vср = 125 м / 50 с = 2.5 м/с

3. Определим начальную скорость:

   Так как вагон останавливается, его конечная скорость (Vкон) равна 0 м/с. Используя формулу средней скорости, мы можем выразить начальную скорость (Vнач):

   Vср = (Vнач + Vкон) / 2

   Подставим значения:

   2.5 = (Vнач + 0) / 2

   Отсюда Vнач = 2.5 * 2 = 5 м/с

4. Теперь найдем ускорение вагона:

   Мы можем использовать уравнение движения:

   S = Vнач * t + (a * t^2) / 2

   Где a - это ускорение (в данном случае отрицательное, так как это торможение). Подставим известные значения:

   125 = 5 * 50 + (a * 50^2) / 2

   125 = 250 + 25a

   Теперь решим это уравнение:

   25a = 125 - 250

   25a = -125

   a = -125 / 25 = -5 м/с²

5. Теперь найдем тормозящую силу:

   Согласно второму закону Ньютона, сила равна массе, умноженной на ускорение:

   F = m * a

   Подставим значения:

   F = 20000 кг * (-5 м/с²) = -100000 Н

   Знак минус указывает на то, что сила направлена в противоположную сторону движения.

Таким образом, тормозящая сила, действующая на вагон, составляет 100000 Н в направлении, противоположном движению. Это и есть ответ на ваш вопрос.