Номер 1, страница 328 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Законы сохранения в механике. Глава 6. Закон сохранения энергии. Параграф 6.3. Мощность - номер 1, страница 328.

Условие.

? 1. Почему при подъёме автомобиля в гору или при движении по песку шофёр включает первую передачу?

Решение.

1. При движении автомобиля на него действуют различные силы сопротивления (трение качения, сопротивление воздуха). Чтобы автомобиль двигался, двигатель должен создавать силу тяги, которая будет преодолевать эти силы.

В особых условиях, таких как подъем в гору или движение по песку, сила сопротивления движению значительно возрастает.

• При подъеме в гору к силам сопротивления добавляется скатывающая составляющая силы тяжести, направленная вдоль склона вниз. Чем круче подъем, тем больше эта сила.
• При движении по песку или другой вязкой поверхности резко увеличивается сопротивление качению, так как колеса «тонут» в поверхности, и для их проворота требуется значительно большее усилие.

Для преодоления возросшей силы сопротивления автомобилю необходима максимальная сила тяги. Коробка передач служит для изменения крутящего момента, передаваемого от двигателя на ведущие колеса. Первая передача имеет самое большое передаточное число, что означает, что она обеспечивает максимальное увеличение крутящего момента и, как следствие, максимальную силу тяги.

Мощность, развиваемая двигателем, связана с силой тяги и скоростью движения по формуле $P = F \cdot v$. При примерно постоянной мощности двигателя $P$, для получения максимальной силы тяги $F$ необходимо двигаться с минимальной скоростью $v$. Именно это и обеспечивает первая передача: максимальную тягу при низкой скорости.

Таким образом, включая первую передачу, водитель получает возможность двигаться в сложных дорожных условиях, где требуется большое тяговое усилие.

Ответ: Водитель включает первую передачу, чтобы получить максимальную силу тяги на колесах, необходимую для преодоления увеличенного сопротивления движению при подъеме в гору или езде по песку. Увеличение силы тяги достигается за счет снижения скорости движения.