7. На шосе рухається мотоцикл, на якому знаходиться мотоцикліст. Весь комплекс маси цього об єкту дорівнює 180

Солнечный_Шарм

21

Щоб дати максимально обстежувальну відповідь на твій запит, нам спочатку потрібно розбити його на дві частини. Перша частина полягає в створенні ілюстрації, яка показуватиме сили, що впливають на тіло, а друга частина визначатиме величину сили, необхідної для тяги мотоцикла. Давай почнемо з першої частини.

1) Ілюстрація сил, що впливають на тіло:

Для зручності, намалюємо наш мотоцикл як прямокутник і відобразимо всі діючі сили на нього. Потім пояснимо кожну силу:

\[
\begin{{array}}{{l}}
\text{{Аскрисмаси тіла:}} \quad m = 180 \, \text{{кг}} \\
\text{{Прискорення тіла:}} \quad a = 2,6 \, \text{{м/с}}^2 \\
\text{{Коефіцієнт опору руху:}} \quad \mu = 0,04 \\
\end{{array}}
\]

Таким чином, сили, що впливають на мотоцикл, включають:
- Сила тяжіння \(F_g\), яка напрямлена вертикально вниз і дорівнює масі тіла, помноженій на прискорення вільного падіння (\(F_g = m \cdot g\)).
- Сила опору руху \(F_{\text{опору}}\), яка напрямлена протилежно русі і дорівнює добутку коефіцієнта опору руху на нормальну силу (\(F_{\text{опору}} = \mu \cdot F_n\)).
- Тягова сила \(F_{\text{тяги}}\), яка напрямлена вперед і нехай буде нашою невідомою величиною, яку ми прагнемо знайти.

Тепер, час нашої ілюстрації. Я спробую тут передати даний контекст:

\[
\begin{{array}}{{c}}
\text{{мотоцикл}} \\
\downarrow \\
\text{{---} F_g \text{{---}}} \\
\text{{---} F_{\text{тяги}} \text{{---}}} \\
\text{{---} F_{\text{опору}} \text{{---}}} \\
\end{{array}}
\]

Це наша ілюстрація сил, які впливають на мотоцикл.

2) Величина сили, необхідна для тяги мотоцикла:

Тепер давайте обчислимо величину тягової сили \(F_{\text{тяги}}\), необхідної для переміщення мотоцикла. Ми зможемо зробити це, застосовуючи другий закон Ньютона: \(F_{\text{тяги}} - F_{\text{опору}} = m \cdot a\).

Тому, застосовуючи дані, що нам дано:

\[
F_{\text{тяги}} - \mu \cdot F_n = m \cdot a
\]

Але щоб продовжити розв"язування, нам потрібно обчислити нормальну силу \(F_n\). Звернемо увагу, що в нашій системі, дотична сила Мотоцикла до шосе називається нормальною силою і враховується у рівновазному стані.

У рівновазному стані, дотична сила, \(F_T\) завжди дорівнює протилежній за напрямом нормальній силі \(F_N\).

Тому \(F_N = m \cdot g\), де \(g\) - прискорення вільного падіння.

Тепер підставимо значення нормальної сили у наше рівняння:

\[
F_{\text{тяги}} - \mu \cdot m \cdot g = m \cdot a
\]

Розкриємо і розв"яжемо рівняння для \(F_{\text{тяги}}\):

\[
F_{\text{тяги}} = m \cdot (a + \mu \cdot g)
\]

Тепер, підставимо дані, що ми знаємо:

\[
F_{\text{тяги}} = 180 \, \text{кг} \cdot (2,6 \, \text{м/с}^2 + 0,04 \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2)
\]

Обчислимо це вираз:

\[
F_{\text{тяги}} = 180 \, \text{кг} \cdot (2,6 \, \text{м/с}^2 + 0,392 \, \text{м/с}^2)
\]

\[
F_{\text{тяги}} = 180 \, \text{кг} \cdot 2,992 \, \text{м/с}^2
\]

\[
F_{\text{тяги}} = 539,76 \, \text{Н}
\]

Отже, величина сили, необхідної для тяги мотоцикла, становить 539,76 Н. Це означає, що мотоциклісту потрібно розвинути тягову силу 539,76 Н, щоб рухатися з прискоренням 2,6 м/с² при коефіцієнті опору руху 0,04.