Номер 39, страница 166, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Механика. Глава III. Законы сохранения в механике. Параграф 16. Механическая работа. Мощность - номер 39, страница 166.

Условие.

39. Чему равна сила сопротивления, действующая на поезд при равномерном прямолинейном движении со скоростью 20 м/с, когда его двигатель развивает мощность 900 кВт?

Решение 2.

Дано:

$v = 20$ м/с

$P = 900$ кВт $= 900 \cdot 10^3$ Вт $= 900000$ Вт

Найти:

$F_{сопр}$ - ?

Решение:

Мощность, развиваемая двигателем поезда при постоянной скорости, определяется формулой:

$P = F_{тяги} \cdot v$

где $\text{P}$ – мощность, $F_{тяги}$ – сила тяги, а $\text{v}$ – скорость движения.

Из этой формулы можно выразить силу тяги, которую развивает двигатель:

$F_{тяги} = \frac{P}{v}$

Согласно условию, поезд движется равномерно и прямолинейно. По первому закону Ньютона, это означает, что сумма всех сил, действующих на поезд, равна нулю. В горизонтальном направлении на поезд действуют две силы: сила тяги двигателя $F_{тяги}$ и сила сопротивления $F_{сопр}$, направленная в противоположную сторону. Для равномерного движения эти силы должны быть равны по модулю:

$F_{тяги} = F_{сопр}$

Следовательно, сила сопротивления равна силе тяги. Подставим в это равенство выражение для силы тяги:

$F_{сопр} = \frac{P}{v}$

Теперь подставим числовые значения из условия задачи:

$F_{сопр} = \frac{900000 \text{ Вт}}{20 \text{ м/с}} = 45000 \text{ Н}$

Результат можно также выразить в килоньютонах (кН):

$45000 \text{ Н} = 45 \text{ кН}$

Ответ: сила сопротивления равна $45000$ Н или $45$ кН.