Автомобиль "Жигули" массой 1т, трогаясь с места, достигает скорости 30м/с через 20с. Найти силу тяги...

Для решения задачи нам нужно определить силу тяги автомобиля, учитывая как ускорение, так и силу сопротивления движению.

1. Определение ускорения:

   • Начальная скорость ( v_0 = 0 ) м/с (поскольку автомобиль трогается с места).
   • Конечная скорость ( v = 30 ) м/с.
   • Время разгона ( t = 20 ) с.

   Ускорение ( a ) можно найти, используя формулу: [ a = \frac{v - v_0}{t} = \frac{30 \, \text{м/с} - 0 \, \text{м/с}}{20 \, \text{с}} = 1,5 \, \text{м/с}^2 ]

2. Расчет силы тяги:

   • Масса автомобиля ( m = 1000 ) кг.
   • Мы знаем, что сила тяги должна преодолеть как силу сопротивления, так и обеспечивать ускорение автомобиля.

   Суммарная сила, действующая на автомобиль, определяется вторым законом Ньютона: [ F{\text{сум}} = m \cdot a ] [ F{\text{сум}} = 1000 \, \text{кг} \cdot 1,5 \, \text{м/с}^2 = 1500 \, \text{Н} ]

3. Определение силы сопротивления:

   • Коэффициент сопротивления движению ( k = 0,05 ).
   • Сила сопротивления ( F{\text{сопр}} ) определяется как произведение коэффициента сопротивления на вес автомобиля: [ F{\text{сопр}} = k \cdot m \cdot g ] где ( g \approx 9,8 \, \text{м/с}^2 ) (ускорение свободного падения).

   [ F_{\text{сопр}} = 0,05 \cdot 1000 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2 = 490 \, \text{Н} ]

4. Расчет силы тяги: Сила тяги ( F{\text{тяги}} ) должна преодолеть силу сопротивления и обеспечить необходимое ускорение: [ F{\text{тяги}} = F{\text{сум}} + F{\text{сопр}} ] [ F_{\text{тяги}} = 1500 \, \text{Н} + 490 \, \text{Н} = 1990 \, \text{Н} ]

Таким образом, сила тяги, необходимая для разгона автомобиля до 30 м/с за 20 секунд, с учетом сопротивления движению, составляет 1990 Ньютонов.

Для решения данной задачи нам необходимо воспользоваться вторым законом Ньютона, который гласит, что сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на ускорение этого тела.

Сначала найдем ускорение автомобиля. Ускорение равно изменению скорости деленному на время: a = (30 м/с - 0 м/с) / 20 с = 1,5 м/с^2

Далее найдем силу тяги, действующую на автомобиль. Сила тяги равна сумме силы сопротивления движению и силы инерции: F = Fтяги + Fсопротивления

Сила сопротивления равна произведению коэффициента сопротивления на вес автомобиля: Fсопротивления = 0,05 1000 кг 9,8 м/с^2 = 490 Н

Сила инерции равна произведению массы на ускорение: Fинерции = 1000 кг * 1,5 м/с^2 = 1500 Н

Таким образом, сила тяги равна: F = 1500 Н + 490 Н = 1990 Н

Итак, сила тяги, действующая на автомобиль "Жигули", равна 1990 Н.