Номер 18.29, страница 62 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

Авторы: Лукашик В. И., Иванова Е. В.
Тип: Сборник задач
Издательство: Просвещение
Год издания: 2021 - 2025
Цвет обложки: голубой
ISBN: 978-5-09-090938-9
Популярные ГДЗ в 7 классе
§ 18. Сила трения и сила сопротивления движению. Глава 2. Движение и взаимодействие тел - номер 18.29, страница 62.
№18.29 (с. 62)
Условие. №18.29 (с. 62)
скриншот условия

18.29 [433] Поезд массой 400 т движется со скоростью 40 км/ч и после торможения останавливается. Чему равна сила торможения, если тормозной путь поезда оказался равен 200 м?
Решение 3. №18.29 (с. 62)

Решение 4. №18.29 (с. 62)

Решение 6. №18.29 (с. 62)

Решение 7. №18.29 (с. 62)
Дано:
Масса поезда, $m = 400 \text{ т}$
Начальная скорость поезда, $v_0 = 40 \text{ км/ч}$
Конечная скорость поезда, $v = 0 \text{ м/с}$ (останавливается)
Тормозной путь, $s = 200 \text{ м}$
Перевод в систему СИ:
$m = 400 \text{ т} = 400 \cdot 1000 \text{ кг} = 4 \cdot 10^5 \text{ кг}$
$v_0 = 40 \frac{\text{км}}{\text{ч}} = 40 \cdot \frac{1000 \text{ м}}{3600 \text{ с}} = \frac{400}{36} \frac{\text{м}}{\text{с}} = \frac{100}{9} \frac{\text{м}}{\text{с}}$
Найти:
Силу торможения, $F_{\text{торм}}$
Решение:
Для решения задачи воспользуемся теоремой об изменении кинетической энергии. Согласно этой теореме, работа, совершаемая равнодействующей всех сил, приложенных к телу, равна изменению кинетической энергии этого тела.
$A = \Delta E_k$
В данном случае, работа совершается только силой торможения, так как мы пренебрегаем другими силами сопротивления. Работа силы торможения $A$ вычисляется по формуле:
$A = F_{\text{торм}} \cdot s \cdot \cos(\alpha)$
Сила торможения направлена против движения поезда, поэтому угол $\alpha$ между вектором силы и вектором перемещения равен $180^\circ$. Косинус этого угла $\cos(180^\circ) = -1$.
$A = -F_{\text{торм}} \cdot s$
Изменение кинетической энергии $\Delta E_k$ равно разности конечной и начальной кинетических энергий:
$\Delta E_k = E_{k, \text{конечн}} - E_{k, \text{начальн}} = \frac{mv^2}{2} - \frac{mv_0^2}{2}$
Так как поезд останавливается, его конечная скорость $v = 0$. Следовательно, конечная кинетическая энергия также равна нулю.
$\Delta E_k = 0 - \frac{mv_0^2}{2} = -\frac{mv_0^2}{2}$
Приравняем выражения для работы и изменения кинетической энергии:
$-F_{\text{торм}} \cdot s = -\frac{mv_0^2}{2}$
Отсюда можно выразить искомую силу торможения (ее модуль):
$F_{\text{торм}} = \frac{mv_0^2}{2s}$
Подставим числовые значения в систему СИ и произведем вычисления:
$F_{\text{торм}} = \frac{(4 \cdot 10^5 \text{ кг}) \cdot (\frac{100}{9} \frac{\text{м}}{\text{с}})^2}{2 \cdot 200 \text{ м}} = \frac{4 \cdot 10^5 \cdot \frac{10000}{81}}{400} \frac{\text{кг} \cdot \text{м}^2/\text{с}^2}{\text{м}}$
$F_{\text{торм}} = \frac{10^5 \cdot 10000}{81} \text{ Н} = \frac{10^9}{81} \text{ Н} \approx 123456.8 \text{ Н}$
Результат удобно выразить в килоньютонах (кН), разделив на 1000:
$F_{\text{торм}} \approx 123.5 \text{ кН}$
Ответ: Сила торможения равна приблизительно $123.5 \text{ кН}$.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 7-9 класс, для упражнения номер 18.29 расположенного на странице 62 к сборнику задач 2021 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №18.29 (с. 62), авторов: Лукашик (Владимир Иванович), Иванова (Елена Владимировна), ФГОС (новый, красный) учебного пособия издательства Просвещение.