Які числові значення відповідають фізичним величинам на горизонтальній ділянці дороги, довжина якої становить

  • 30
Які числові значення відповідають фізичним величинам на горизонтальній ділянці дороги, довжина якої становить 250 м, якщо швидкість автомобіля змінилася з 10 м/с на 15 м/с і автомобіль має масу 4 тонни, а сила тяги двигуна дорівнює 9 кілоньтонам?
Весенний_Лес
15
Для розв"язання задачі, спочатку перетворимо всі дані до відповідних одиниць вимірювання.

Масу автомобіля можна перевести в кілограми, використовуючи вираз \(\text{маса (кг)} = \text{маса (т)} \times 1000\):

\(\text{Маса автомобіля} = 4 \, \text{т} \times 1000 = 4000 \, \text{кг}\).

Силу тяги двигуна переведемо в ньютона, використовуючи вираз \(\text{сила (Н)} = \text{сила (кН)} \times 1000\):

\(\text{Сила тяги двигуна} = 9 \, \text{кН} \times 1000 = 9000 \, \text{Н}\).

На початку автомобіль рухався зі швидкістю 10 м/с, а потім його швидкість збільшилася до 15 м/с. Щоб знайти прискорення автомобіля, скористаємося формулою кінематики \(v = u + at\), де \(u\) - початкова швидкість, \(v\) - кінцева швидкість, \(a\) - прискорення, \(t\) - час:

\[15 = 10 + at.\]

Маючи значення \(u = 10\) м/с стало відомо про зміну швидкості, але відсутнє значення прискорення \(a\). Тому ми не можемо використовувати цю формулу безпосередньо. Проте, можна скористатися другою кінематичною формулою \(v^2 = u^2 + 2as\), де \(s\) - відстань. В нашому випадку, відстань дорівнює 250 м, \(u = 10\) м/с і \(v = 15\) м/с. Відомо, що \(a\) - прискорення, яке ми шукаємо.

\[15^2 = 10^2 + 2as.\]

\[225 = 100 + 2as.\]

\[2as = 125.\]

\[as = \frac{125}{2}.\]

\[as = 62.5 \, \text{м/с}^2.\]

Тепер використовуючи другий закон Ньютона \(F = ma\), ми можемо знайти силу, діючу на автомобіль:

\[F = ma.\]

\[F = 4000 \, \text{кг} \times 62.5 \, \text{м/с}^2.\]

\[F = 250000 \, \text{Н}.\]

Отже, числові значення фізичних величин на дорозі довжиною 250 м, при зміні швидкості автомобіля з 10 м/с на 15 м/с та масі автомобіля 4 тонни, є:

Маса автомобіля: 4000 кг,
Сила тяги двигуна: 9000 Н,
Прискорення автомобіля: 62.5 м/с²,
Сила, що діє на автомобіль: 250 000 Н.