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