Для решения задачи определим модуль равнодействующей силы, действующей на автомобиль во время торможения.
Дано:
- Масса автомобиля ( m = 2 \, \text{т} = 2000 \, \text{кг} )
- Начальная скорость ( v = 36 \, \text{км/ч} )
- Пройденный путь ( s = 25 \, \text{м} )
Первым шагом необходимо перевести скорость из км/ч в м/с:
[ v = 36 \, \text{км/ч} \times \frac{1000 \, \text{м}}{1 \, \text{км}} \times \frac{1 \, \text{ч}}{3600 \, \text{с}} = 10 \, \text{м/с} ]
Теперь применим один из кинематических уравнений для равноускоренного движения, который связывает начальную скорость, ускорение и пройденный путь:
[ v^2 = v_0^2 + 2as ]
Так как автомобиль остановился, его конечная скорость ( v = 0 ):
[ 0 = v_0^2 + 2as ]
Подставим значения:
[ 0 = (10 \, \text{м/с})^2 + 2a \cdot 25 \, \text{м} ]
Решим это уравнение для ускорения ( a ):
[ 0 = 100 + 50a ]
[ 50a = -100 ]
[ a = -2 \, \text{м/с}^2 ]
Отрицательное значение ускорения указывает на то, что оно направлено противоположно направлению движения, то есть автомобиль замедляется.
Теперь, зная ускорение, можем найти модуль равнодействующей силы, действующей на автомобиль, используя второй закон Ньютона:
[ F = ma ]
Подставим значения массы и ускорения:
[ F = 2000 \, \text{кг} \times (-2 \, \text{м/с}^2) ]
[ F = -4000 \, \text{Н} ]
Модуль силы:
[ |F| = 4000 \, \text{Н} ]
Таким образом, модуль равнодействующей силы, действующей на автомобиль во время торможения, составляет ( 4000 \, \text{Н} ).