Какая сила оказывается двигателем поезда массой 60 тонн, чтобы разогнаться с нулевой скорости до 90 км/ч за 2 минуты

  • 54
Какая сила оказывается двигателем поезда массой 60 тонн, чтобы разогнаться с нулевой скорости до 90 км/ч за 2 минуты, учитывая действие силы трения, равной 20 кН? Запишите ответ, приведя значение в нужных единицах.
Любовь_4281
35
Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать второй закон Ньютона. Второй закон Ньютона говорит, что сила, действующая на объект, равна его массе, умноженной на ускорение.

Для начала, нам нужно выразить все даные в правильных единицах. Массу поезда, которая дана в тоннах, мы должны преобразовать в килограммы. Один тонна равна 1000 килограммам, поэтому масса поезда составит 60 тонн * 1000 кг/тонна = 60000 кг.

Далее, нам нужно выразить скорость в метрах в секунду. Мы знаем, что 1 километр в час равен 1000 метров в час, а 1 час содержит 3600 секунд. Поэтому скорость 90 км/ч можно записать как 90 * 1000 м/3600 секунд = 25 м/с.

Теперь мы можем рассчитать ускорение, используя формулу \[Ускорение = \frac{{изменение\,скорости}}{{время}}\]. Изменение скорости это разница между конечной скоростью и начальной скоростью, а время равно 2 минутам, или 120 секундам.

\[\text{{Ускорение}} = \frac{{25 \, \text{{м/с}} - 0 \, \text{{м/с}}}}{{120 \, \text{{сек}}}} = 0.208 \, \text{{м/с}}^2\]

Теперь мы можем рассчитать требуемую силу, используя второй закон Ньютона. Сила равна массе, умноженной на ускорение.

\[\text{{Сила}} = \text{{Масса}} \times \text{{Ускорение}} = 60000 \, \text{{кг}} \times 0.208 \, \text{{м/с}}^2 = 12480 \, \text{{Н}}\]

Учитывая силу трения, которая равна 20 кН, мы должны вычесть эту силу из общей силы, чтобы получить силу, которую оказывает двигатель.

\[\text{{Финальная сила}} = \text{{Сила}} - \text{{Сила трения}} = 12480 \, \text{{Н}} - 20000 \, \text{{Н}} = -7520 \, \text{{Н}}\]

Ответ: Сила, которую оказывает двигатель поезда, чтобы разогнаться с нулевой скорости до 90 км/ч за 2 минуты, учитывая силу трения, равна -7520 Н (Ньютон)