Какова была равнодействующая сил, действующих на автомобиль, когда он разгонялся, двигался равномерно и тормозил, если автомобиль весит 2 тонны, за 40 секунд достиг скорости 36 км/ч, а затем остановился за 8 секунд перед перекрестком?
Физика8 классЗаконы Ньютонаравнодействующая силавтомобильразгонравномерное движениеторможениевес автомобиляскоростьвремяперекресток
Чтобы определить равнодействующую силы, действующие на автомобиль в различных режимах его движения, нам нужно рассмотреть три случая: разгон, равномерное движение и торможение.
1. Разгон:Автомобиль разгоняется до скорости 36 км/ч за 40 секунд. Сначала преобразуем скорость в метры в секунду:
Теперь найдем ускорение автомобиля. Ускорение (a) можно вычислить по формуле:
где:
Подставим значения:
Теперь, чтобы найти равнодействующую силу (F),применим второй закон Ньютона:
где:
Подставим значения:
Когда автомобиль движется равномерно, его скорость остается постоянной, и ускорение равно нулю. Таким образом, равнодействующая сила равна нулю:
Теперь рассмотрим торможение. Автомобиль останавливается за 8 секунд. Начальная скорость у нас 10 м/с, конечная скорость 0 м/с. Найдем отрицательное ускорение:
Теперь найдем равнодействующую силу при торможении:
Знак минус указывает на то, что сила направлена в противоположную сторону движения.
Итак, подведем итоги: