Как можно определить силу тяги, которую развивает двигатель автомобиля, движущегося в гору с ускорением 1 м/с²? Уклон горы составляет 1 м на каждые 25 м пути, масса автомобиля равна 1 т, а коэффициент трения равен 0,1. Какие из следующих значений силы тяги могут быть верными: а) 2,37⋅10³ Н; б) 5,37⋅10³ Н; в) 7,37⋅10³ Н; г) 9,37⋅10³ Н; д) 11,37⋅10³ Н?

Физика 9 класс Законы Ньютона сила тяги двигатель автомобиля ускорение уклон горы масса автомобиля коэффициент трения Новый

Чтобы определить силу тяги, которую развивает двигатель автомобиля, движущегося в гору с заданным ускорением, нам нужно учитывать несколько факторов: силу тяжести, силу трения и силу, необходимую для создания ускорения.

Шаг 1: Определение силы тяжести

Сила тяжести (Fт) действует на автомобиль и рассчитывается по формуле:

• Fт = m * g

где:

• m = 1000 кг (масса автомобиля)
• g = 9,81 м/с² (ускорение свободного падения)

Подставим значения:

• Fт = 1000 кг * 9,81 м/с² = 9810 Н

Шаг 2: Определение угла уклона

Уклон горы составляет 1 м на каждые 25 м пути. Мы можем определить угол уклона:

• tg(α) = 1/25

Сила тяжести, действующая вдоль уклона (Fг), вычисляется как:

• Fг = Fт * sin(α)

Для малых углов sin(α) ≈ tg(α), следовательно:

• Fг ≈ Fт * (1/25) = 9810 Н * (1/25) = 392,4 Н

Шаг 3: Определение силы трения

Сила трения (Fтр) определяется как:

• Fтр = μ * N

где:

• μ = 0,1 (коэффициент трения)
• N = Fт * cos(α)

Для малых углов cos(α) ≈ 1, следовательно:

• N ≈ Fт = 9810 Н

Теперь подставим в формулу для силы трения:

• Fтр = 0,1 * 9810 Н = 981 Н

Шаг 4: Определение силы, необходимой для создания ускорения

Сила, необходимая для создания ускорения (Fа), вычисляется по формуле:

• Fа = m * a

где:

• a = 1 м/с² (ускорение)

Подставим значения:

• Fа = 1000 кг * 1 м/с² = 1000 Н

Шаг 5: Общая сила тяги

Теперь мы можем рассчитать общую силу тяги (Fтяг), которую развивает двигатель:

• Fтяг = Fг + Fтр + Fа

Подставим все найденные значения:

• Fтяг = 392,4 Н + 981 Н + 1000 Н = 2373,4 Н

Шаг 6: Сравнение с предложенными значениями

Теперь мы можем сравнить полученное значение силы тяги с предложенными вариантами:

• а) 2,37⋅10³ Н - верно
• б) 5,37⋅10³ Н - неверно
• в) 7,37⋅10³ Н - неверно
• г) 9,37⋅10³ Н - неверно
• д) 11,37⋅10³ Н - неверно

Таким образом, единственное верное значение силы тяги, которое развивает двигатель автомобиля, составляет 2,37⋅10³ Н.