Электровоз, который движется по ровной поверхности, имеет силу тяги 1,5*10⁵ Н. На расстоянии 600 м его скорость возрастает с 9 м/с до 15 м/с. Какова сила сопротивления движению, если масса электровоза равна 1000 тонн?

Физика 11 класс Законы Ньютона электровоз сила тяги скорость сила сопротивления масса электровоза физика 11 класс Новый

Давайте решим задачу поэтапно.

Шаг 1: Определим массу электровоза в килограммах.

• Масса электровоза составляет 1000 тонн.
• 1 тонна = 1000 кг, следовательно, масса в килограммах будет: 1000 тонн * 1000 кг/тонна = 1 000 000 кг.

Шаг 2: Найдем ускорение электровоза.

Ускорение можно найти с помощью формулы:

a = (v2 - v1) / t

где:

• v1 = 9 м/с (начальная скорость)
• v2 = 15 м/с (конечная скорость)

Шаг 3: Найдем время t, используя формулу пути.

Путь S равен 600 м, и мы знаем, что:

S = v1 * t + (1/2) * a * t^2

Однако, чтобы найти время, нам нужно сначала найти ускорение. Для этого мы можем использовать формулу:

a = (v2 - v1) / t.

Также, можем выразить t через S и a:

600 = 9t + (1/2) * a * t^2.

Это уравнение имеет два неизвестных: t и a. Но давайте сначала найдем ускорение через силу.

Шаг 4: Найдем результирующую силу, действующую на электровоз.

Согласно второму закону Ньютона, F = m * a, где:

• F - результирующая сила,
• m - масса,
• a - ускорение.

Результирующая сила F будет равна силе тяги минус сила сопротивления:

F = Fт - Fсопр, где Fт = 1,5 * 10^5 Н.

Шаг 5: Подставим известные значения.

Теперь, чтобы найти силу сопротивления, нам нужно найти ускорение. Для этого мы можем использовать второй закон Ньютона:

F = m * a.

Таким образом, a = F/m.

Шаг 6: Подставим значения в формулу.

Сначала найдем F:

F = Fт - Fсопр = 1,5 * 10^5 Н - Fсопр.

Теперь, используя значение массы:

F = 1 000 000 кг * a.

Шаг 7: Найдем ускорение.

Сначала нам нужно найти ускорение, используя изменение скорости и путь:

• v1 = 9 м/с
• v2 = 15 м/с
• S = 600 м

У нас есть уравнение:

v2^2 = v1^2 + 2aS

Подставим значения:

15^2 = 9^2 + 2a * 600.

225 = 81 + 1200a.

144 = 1200a.

a = 144 / 1200 = 0,12 м/с².

Шаг 8: Подставим a в уравнение для силы.

Теперь мы можем найти результирующую силу:

F = 1 000 000 кг * 0,12 м/с² = 120 000 Н.

Шаг 9: Найдем силу сопротивления.

Теперь подставим F в уравнение:

120 000 Н = 1,5 * 10^5 Н - Fсопр.

Fсопр = 1,5 * 10^5 Н - 120 000 Н = 30 000 Н.

Ответ:

Сила сопротивления движению составляет 30 000 Н.