Чтобы определить силу, действующую на тележку, мы можем воспользоваться вторым законом Ньютона, который гласит:
F = ma
где F - сила, m - масса тележки и a - ускорение тележки.
На данном графике представлена зависимость модуля скорости от времени. По графику видно, что скорость тележки изменяется со временем и, следовательно, она имеет ускорение.
Чтобы найти ускорение, можно взять производную от графика скорости по времени. В данном случае, для удобства решения, из графика можно сразу узнать, что ускорение равно 2 м/с^2. Обоснование этого значения основывается на том, что график является прямой линией с постоянным угловым коэффициентом, что означает постоянное ускорение.
Теперь, когда у нас есть масса тележки и ускорение, мы можем найти силу, действующую на нее, подставив эти значения в формулу второго закона Ньютона:
F = 2 кг * 2 м/с^2
F = 4 Н
Таким образом, сила, действующая на тележку массой 2 кг через 20 с после начала движения, равна 4 Н.
Q = I * t,
где Q - заряд, прошедший через сечение, I - сила тока, t - время.
Нам известна сила тока в нагревательном элементе, равная 7,58 А. Мы также знаем, что через сечение прошло 2,43 * 10^19 электронов.
Чтобы найти время, необходимое для прохождения данного количества электронов, нам нужно выразить время t из формулы:
Q = e * n,
где e - элементарный заряд, равный 1,6 * 10^-19 Кл, n - количество электронов.
Для начала найдем заряд Q, прошедший через сечение:
Q = I * t.
Теперь мы можем выразить время t:
t = Q / I.
Подставим значения:
t = (e * n) / I.
t = (1,6 * 10^-19 Кл * 2,43 * 10^19) / 7,58 А.
Упростим это выражение:
t = 39,84 Кл / 7,58 А.
t ≈ 5,26 с.
Ответ: время, за которое через поперечное сечение нагревательного элемента проходит 2,43 * 10^19 электронов, около 5,26 с.