Какую силу торможения нужно приложить к машине массой 2 тонны, движущейся со скоростью 54 км/ч, чтобы остановить её за 5 секунд? Какой будет тормозной путь в этом случае?

Физика 8 класс Законы Ньютона сила торможения машина масса 2 тонны скорость 54 км/ч остановка за 5 секунд тормозной путь Новый

Для решения задачи нам нужно найти силу торможения, необходимую для остановки машины, и тормозной путь, который она пройдет за это время. Давайте разберем шаги решения.

Шаг 1: Преобразуем скорость в метры в секунду.

Скорость машины дана в километрах в час (км/ч). Чтобы перевести её в метры в секунду (м/с), используем следующую формулу:

1 км/ч = 1/3.6 м/с

Следовательно, 54 км/ч = 54 / 3.6 = 15 м/с.

Шаг 2: Найдем ускорение.

Сначала определим, какое ускорение нужно для остановки машины. Мы знаем, что машина должна остановиться за 5 секунд. Используем формулу:

a = (v_f - v_i) / t

• v_f - конечная скорость (0 м/с, так как машина останавливается),
• v_i - начальная скорость (15 м/с),
• t - время (5 секунд).

Подставляем значения:

a = (0 - 15) / 5 = -3 м/с².

Отрицательное значение указывает на то, что это торможение.

Шаг 3: Рассчитаем силу торможения.

Теперь, зная ускорение, можем найти силу торможения, используя второй закон Ньютона:

F = m * a

• m - масса машины (2 тонны = 2000 кг),
• a - ускорение (-3 м/с²).

Подставляем значения:

F = 2000 * (-3) = -6000 Н.

Сила торможения равна 6000 Н (отрицательное значение указывает на то, что сила направлена против движения).

Шаг 4: Найдем тормозной путь.

Теперь рассчитаем тормозной путь с помощью формулы:

s = v_i * t + (a * t²) / 2

• v_i - начальная скорость (15 м/с),
• t - время (5 секунд),
• a - ускорение (-3 м/с²).

Подставляем значения:

s = 15 * 5 + (-3 * 5²) / 2.

s = 75 + (-3 * 25) / 2.

s = 75 - 37.5 = 37.5 м.

Ответ:

Чтобы остановить машину массой 2 тонны, движущуюся со скоростью 54 км/ч, нужно приложить силу торможения 6000 Н. Тормозной путь в этом случае составит 37.5 метров.