Добрый день! Для решения данной задачи, нам необходимо воспользоваться законом сохранения энергии. По этому закону, изменение кинетической энергии тела равно работе приложенных сил.
1. Начнем с расчета работы, которую производит автомобиль против гравитации при движении по дороге с уклоном:
Работа = сила гравитации * расстояние * cos(угол между силой и перемещением)
Сила гравитации = масса автомобиля * ускорение свободного падения
Ускорение свободного падения обозначим g
Таким образом, работа по подъему автомобилем высоты h на расстояние s1:
Работа1 = m * g * h * cos(α)
, где α - угол между уклоном холма и горизонтом
Так как у нас h = 3 м, g ≈ 9.8 м/с² и α = 0 (так как угол между горизонтальной дорогой и самой собой равен 0), то:
Работа1 = m * g * h * cos(0) = m * g * h = 1 т * 9.8 м/с² * 3 м = 29.4 кН * м
2. Теперь посчитаем работу, потраченную на перемещение автомобиля по горизонтальной дороге.
Работа2 = сила трения * расстояние
Сила трения = масса автомобиля * ускорение * коэффициент трения
Ускорение у нас равно 0, так как модуль скорости на всех участках дороги постоянен.
Коэффициент трения обозначим μ
Таким образом, работа2 = м * 0 * μ * s
Так как у нас s = 1 км = 1 * 10^6 м, то:
Работа2 = 0
3. Теперь мы можем найти изменение кинетической энергии автомобиля, которая будет равна разности между работой1 и работой2:
ΔК = Работа1 - Работа2
ΔК = 29.4 кН * м
4. Зная, что эффективный коэффициент полезного действия двигателя ŋ = 30 %, можем рассчитать работу, которую производит двигатель:
Работа двигателя = ΔК / ŋ
Работа двигателя = 29.4 кН * м / 0.3 = 98 кН * м
5. Теперь обратимся к закону сохранения энергии для топлива:
Работа двигателя = прирост кинетической энергии тела + потери энергии на трение и прочие силы сопротивления
Потери энергии на трение и прочие силы сопротивления обозначим Q
Работа двигателя = ΔК + Q
Q = Работа двигателя - ΔК
Q = 98 кН * м - 29.4 кН * м = 68.6 кН * м
6. Найдем массу бензина, расходуемого на пути s = 1 км.
Расход топлива на 1 кН * м работы обозначим q
Найдем q, разделив расход топлива на работу двигателя:
q = Q / Работа двигателя = 68.6 кН * м / 98 кН * м = 0.7 кг
7. Теперь мы можем найти увеличение массы бензина ∆m, расходуемого на пути s = 1 км:
Δm = расход топлива на 1 км * s = q * s = 0.7 кг * 1 км = 0.7 кг
Таким образом, увеличение массы бензина ∆m, расходуемого на пути s = 1 км, при движении автомобиля массой m = 1 т по дороге с уклоном h = 3 м на пути s1=0.1 км, по сравнению с массой бензина, расходуемого при движении по горизонтальной дороге, составляет 0.7 кг.
Для того чтобы определить равнодействующую силу, мы можем использовать правило параллелограмма, которое гласит: сумма двух векторов, наложенных друг на друга, равна диагонали параллелограмма, проведенной из общего начала до общего конца двух векторов.
Давайте обозначим вектор F1 как A, и вектор F2 как B. Изображение на рисунке дает нам следующую информацию:
A = F1 = 45 Н
B = F2 = 30 Н
Теперь построим параллелограмм, используя данные векторы. Сначала проведем отрезок, представляющий вектор A (F1), начинающийся в начале координат и направленный вправо. Затем проведем отрезок, представляющий вектор B (F2), начиная с конца отрезка, представляющего вектор A, и направленный вверх. Таким образом, мы построим параллелограмм.
Теперь проведем диагональ параллелограмма, и это будет равнодействующая сила. Обозначим ее как R.
Теперь нам нужно измерить длину и направление равнодействующей силы R. Для этого мы будем использовать треугольник, образованный равнодействующей силой R, вектором A и вектором B.
Отметим, что величины сил F1 и F2 указаны в ньютоне, который является единицей силы в системе СИ.
Теперь пошагово решим задачу:
1. Обозначим угол между вектором A и горизонтальной осью как α.
2. Используем теорему косинусов для нахождения длины R: R² = A² + B² - 2ABcos(180°-α). Здесь мы использовали угол α+, так как он указан на рисунке как угол между горизонтальной осью и вектором A.
3. Подставим известные значения в формулу и рассчитаем R.
R² = (45 Н)² + (30 Н)² - 2 * (45 Н) * (30 Н) * cos(180°- α)
R² = 2025 Н² + 900 Н² - 2 * 45 Н * 30 Н * cos(180°- α)
R² = 2925 Н² - 2700 Н² * cos(180°- α)
R² = 2925 Н² - 2700 Н² * (- cosα)
4. Учитывая, что cosα = adjacent/hypotenuse, где adjacent - это длина вектора A, а hypotenuse - это R, можем записать:
R² = 2925 Н² - 2700 Н² * (- A / R)
R² = 2925 Н² + 2700 Н² * A / R
5. Перенесем все члены, связанные с R, в одну сторону уравнения и раскроем скобки:
R * R = 2925 Н² + 2700 Н² * A / R
R² = 2925 Н² + 2700 Н² A / R
6. Перенесем все члены, не связанные с R, в другую сторону уравнения и упростим:
R² - 2700 Н² A / R = 2925 Н²
7. Распишем R² в виде R * R:
R * R - 2700 Н² A / R = 2925 Н²
8. Умножим уравнение на R:
R³ - 2700 Н² A = 2925 Н² R
9. Перенесем все члены, связанные с R, в одну сторону уравнения:
R³ - 2925 Н² R - 2700 Н² A = 0
10. Решим это уравнение методом подбора. Мы знаем, что R - это положительная величина и она больше 0, точно так же, как и F1 и F2.
Итак, мы должны найти такое R, чтобы R³ - 2925 Н² R - 2700 Н² A = 0. Подставим известные значения:
R³ - (2925 Н²)(R) - (2700 Н²)(45 Н) = 0
R³ - (2925 Н²)(R) - (2700 Н²)(45 Н) = 0
R³ - 2925 R² - 2700 * 45 Н ^ 2 = 0
R³ - 2925 R² - 5467500 = 0
Теперь напишем программу, чтобы решить это уравнение. Я использую язык программирования Python.
Запустив эту программу, мы получим ответ: "Равнодействующая сила R = ____ H". Мы подставим найденное значение R обратно в уравнение, чтобы получить именно ту силу, которую мы искали.
Таким образом, равнодействующая сила F, действующая на ящик, составляет ____ H.
Объяснение:
ток одинаков в каждом из них (независимо от сопротивления)