Номер 2, страница 115 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

2. Судно буксирует три баржи, соединенные последовательно одна за другой. Сила сопротивления воды для первой баржи – 9000 Н, для второй – 7000 Н, для третьей – 6000 Н. Сопротивление воды для самого судна – 11 кН. Определите силу тяги, развиваемую при буксировке этих барж, при условии, что судно движется равномерно.

Дано:

Сила сопротивления воды для первой баржи, $F_{с1} = 9000$ Н

Сила сопротивления воды для второй баржи, $F_{с2} = 7000$ Н

Сила сопротивления воды для третьей баржи, $F_{с3} = 6000$ Н

Сила сопротивления воды для судна, $F_{с\_судна} = 11$ кН

Движение равномерное, следовательно ускорение $a = 0$ м/с².

Перевод в систему СИ:

$F_{с\_судна} = 11 \text{ кН} = 11 \times 1000 = 11000 \text{ Н}$

Найти:

Силу тяги, $F_{тяги}$ — ?

Решение:

Рассмотрим систему, состоящую из судна и трех барж. Поскольку система движется равномерно, согласно первому закону Ньютона, равнодействующая всех сил, приложенных к системе, равна нулю. В горизонтальном направлении на систему действуют сила тяги судна $F_{тяги}$, направленная в сторону движения, и силы сопротивления воды, направленные в противоположную сторону.

Запишем уравнение сил в проекции на горизонтальную ось, направленную по движению:

$\sum F_x = F_{тяги} - F_{сопр\_общ} = 0$

Отсюда следует, что сила тяги должна уравновешивать суммарную силу сопротивления воды:

$F_{тяги} = F_{сопр\_общ}$

Суммарная сила сопротивления воды равна сумме сил сопротивления, действующих на судно и каждую из трех барж:

$F_{сопр\_общ} = F_{с\_судна} + F_{с1} + F_{с2} + F_{с3}$

Подставим числовые значения в единицах СИ:

$F_{сопр\_общ} = 11000 \text{ Н} + 9000 \text{ Н} + 7000 \text{ Н} + 6000 \text{ Н} = 33000 \text{ Н}$

Следовательно, сила тяги, развиваемая судном, равна:

$F_{тяги} = 33000 \text{ Н}$

Результат можно также представить в килоньютонах:

$33000 \text{ Н} = 33 \text{ кН}$

Ответ: сила тяги, развиваемая судном, равна $33000$ Н или $\text{33}$ кН.