Какова сила торможения, действующая на поезд массой 400 кг, если тормозной путь поезда составляет 200 метров, а его скорость в начале торможения равна 39,6 км/ч?

Физика 9 класс Динамика сила торможения поезд масса 400 кг тормозной путь скорость 39,6 км/ч Новый

Чтобы найти силу торможения, действующую на поезд, нам нужно сначала перевести скорость из километров в час в метры в секунду, а затем использовать формулу для расчета силы торможения.

Шаг 1: Перевод скорости

Скорость поезда в начале торможения равна 39,6 км/ч. Чтобы перевести её в метры в секунду, используем следующий перевод:

• 1 км/ч = 1/3,6 м/с

Теперь умножим 39,6 на 1/3,6:

39,6 км/ч * (1/3,6) ≈ 11 м/с

Шаг 2: Используем формулу для расчета силы торможения

Сила торможения (F) может быть найдена с использованием второго закона Ньютона и уравнения движения. Мы знаем, что:

• F = m * a

где:

• m - масса поезда (400 кг)
• a - ускорение (в данном случае, это будет отрицательное ускорение, так как поезд тормозит)

Шаг 3: Найдем ускорение

Для нахождения ускорения мы можем использовать уравнение движения:

• v² = u² + 2a * s

где:

• v - конечная скорость (0 м/с, так как поезд останавливается)
• u - начальная скорость (11 м/с)
• s - тормозной путь (200 м)

Подставляем известные значения в уравнение:

0 = (11)² + 2 * a * 200

121 = -400a

Теперь решим это уравнение для a:

• a = -121/400
• a ≈ -0,3025 м/с²

Шаг 4: Подставляем значение ускорения в формулу силы

Теперь, когда мы знаем ускорение, можем подставить его в формулу для силы:

F = 400 * (-0,3025)

F ≈ -121 Н

Шаг 5: Интерпретация результата

Знак минус указывает на то, что сила торможения направлена в противоположную сторону движения поезда. Таким образом, сила торможения, действующая на поезд, составляет примерно 121 Н.

Ответ: Сила торможения, действующая на поезд, составляет около 121 Н.