Номер 1, страница 104 - гдз по физике 9 класс дидактические материалы Марон, Марон

Контрольные работы. КР-4. Закон сохранения импульса. Закон сохранения механической энергии. Вариант 3 - номер 1, страница 104.

Условие.

1. Двигаясь из состояния покоя по горизонтальному пути, автомобиль массой 1,5 т через 20 с после начала движения достигает скорости 30 м/с. Пренебрегая сопротивлением движению, определите силу тяги двигателя.

Решение.

Дано:

масса автомобиля $m = 1,5$ т
время движения $t = 20$ с
начальная скорость $v_0 = 0$ м/с (из состояния покоя)
конечная скорость $v = 30$ м/с

$m = 1,5 \text{ т} = 1,5 \cdot 1000 \text{ кг} = 1500 \text{ кг}$

Найти:

силу тяги двигателя $F_{тяги}$ — ?

Решение:

Согласно второму закону Ньютона, равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение: $F = m \cdot a$.

Поскольку автомобиль движется по горизонтальному пути и сопротивлением движению можно пренебречь, то единственной силой, действующей в горизонтальном направлении и вызывающей ускорение, является сила тяги двигателя. Таким образом, $F = F_{тяги}$.

Следовательно, формула для нахождения силы тяги имеет вид:

$F_{тяги} = m \cdot a$

Масса автомобиля известна, а ускорение $\text{a}$ можно найти из кинематической формулы для равноускоренного движения, так как скорость автомобиля изменяется равномерно:

$a = \frac{v - v_0}{t}$

Подставим известные значения и вычислим ускорение:

$a = \frac{30 \text{ м/с} - 0 \text{ м/с}}{20 \text{ с}} = \frac{30}{20} \text{ м/с}^2 = 1,5 \text{ м/с}^2$

Теперь, зная массу и ускорение, можем определить силу тяги двигателя:

$F_{тяги} = 1500 \text{ кг} \cdot 1,5 \text{ м/с}^2 = 2250 \text{ Н}$

Силу можно также выразить в килоньютонах: $2250 \text{ Н} = 2,25 \text{ кН}$.

Ответ: сила тяги двигателя равна 2250 Н.