При движении вверх равноускоренно сила реакции опоры возрастает, так как надо сообщить телу ускорение вверх, и вес тоже возрастает
При движении вниз равноускоренно сила реакции опоры уменьшается, так как надо позволить телу ускоряться вниз под действием гравитации. Ну и вес тоже уменьшается
Для решения данной задачи, нам необходимо использовать формулы связанные с работой силы, силой сопротивления и кинетической энергией.
1. Найдем работу силы тяги на первых 10 м пути. Работа силы определяется по формуле:
Работа = Сила * Путь * cos(α),
где Сила - сила тяги, Путь - пройденный путь, α - угол между направлением силы и направлением движения.
Сила тяги (F) определяется по формуле: F = m * a,
где m - масса транспорта, a - ускорение.
Подставляя значения, имеем:
m = 15 т = 15 000 кг,
a = 1,4 м/с^2,
Путь = 10 м.
Находим силу тяги:
F = m * a = 15 000 * 1,4 = 21 000 Н (Ньютон).
Так как троллейбус движется прямолинейно, cos(α) = 1.
Подставляем значения в формулу работы:
Работа = 21 000 * 10 * cos(1) = 21 000 * 10 = 210 000 дж.
Ответ: Работа силы тяги на первых 10 м пути составляет 210 000 дж.
2. Найдем модуль работы силы сопротивления на первых 10 м пути. Работа силы сопротивления также определяется по формуле работы.
Подставляем значения:
Сила сопротивления (F_с) = коэффициент сопротивления * m * g,
где g - ускорение свободного падения (принимаем его равным 9,8 м/с^2).
F_с = 0,05 * 15 000 * 9,8 = 7 350 Н.
Подставляем значения в формулу работы:
Работа силы сопротивления = F_с * 10 * cos(180) = 7 350 * 10 * (-1) = - 73 500 дж.
Ответ: Модуль работы силы сопротивления на первых 10 м пути составляет 73 500 дж.
3. Найдем изменение кинетической энергии автобуса. Изменение кинетической энергии определяется разностью между начальной и конечной кинетической энергией.
Начальная кинетическая энергия равна нулю, так как автобус находится в покое (не движется).
Конечная кинетическая энергия определяется по формуле:
Конечная кинетическая энергия = (1/2) * m * v^2,
где m - масса автобуса, v - скорость автобуса.
Скорость автобуса можно найти по формуле равноускоренного движения:
v^2 = v_0^2 + 2 * a * s,
где v_0 - начальная скорость (в данном случае ноль, так как автобус находится в покое), a - ускорение, s - пройденный путь.
Подставляем значения:
a = 1,4 м/с^2,
s = 10 м.
v^2 = 0 + 2 * 1,4 * 10 = 28 м^2/с^2.
Таким образом, конечная кинетическая энергия:
Конечная кинетическая энергия = (1/2) * 15 000 * 28 = 210 000 кДж.
Изменение кинетической энергии:
ΔКЭ = Конечная кинетическая энергия - Начальная кинетическая энергия = 210 000 - 0 = 210 000 кДж.
Ответ: Изменение кинетической энергии автобуса составляет 210 000 кДж.
Для решения данной задачи, нам необходимо следовать определенной последовательности действий. Вот пошаговое решение:
1. Найдем силу трения между телами 2 и 3. Эта сила равна произведению коэффициента трения на нормальную силу, то есть Fтр = μ * N, где Fтр - сила трения, μ - коэффициент трения, N - нормальная сила, которая равна массе тела, умноженной на ускорение свободного падения (N = m * g).
m - масса, g - ускорение свободного падения.
m2 = 2кг, m3 = 1,5кг, μ = 0,6, g = 9,8м/с².
Найдем нормальную силу для тела 2:
N2 = m2 * g = 2кг * 9,8 м/с² = 19,6 Н.
Теперь найдем нормальную силу для тела 3:
N3 = m3 * g = 1,5кг * 9,8 м/с² = 14,7 Н.
И, наконец, найдем силу трения:
Fтр = μ * N = 0,6 * (N2 + N3) = 0,6 * (19,6 Н + 14,7 Н) = 16,98 Н.
2. Теперь рассмотрим силы, действующие на тело 1. Вертикально вниз действуют сила тяжести и сила натяжения нити. Вертикально вверх действует сила нормальной реакции.
По 2 закону Ньютона, сумма вертикальных сил равна произведению массы на вертикальное ускорение, т.е m * a.
(1) Fтяж - T - N1 = m1 * a
где Fтяж - сила тяжести, m1 - масса тела 1, a - ускорение, T - сила натяжения нити.
Известные значения: m1 = 1200г = 1,2кг, Fтяж = m1 * g = 1,2кг * 9,8м/с² = 11,76 Н, N1 - ?.
3. Теперь рассмотрим силы, действующие на тело 4. Вертикально вниз действуют сила тяжести, сила натяжения нити и сила трения. Вертикально вверх действует сила архимедовой пробки.
По 2 закону Ньютона, сумма вертикальных сил равна произведению массы на вертикальное ускорение, т.е m * a.
(2) Fтяж - T - Fтр - N4 = m4 * a
где Fтяж - сила тяжести, m4 - масса тела 4, N4 - сила архимедовой пробки, a - ускорение, T - сила натяжения нити, Fтр - сила трения.
Известные значения: m4 - ?, Fтяж = m4 * g = ? * 9,8м/с² = ?, T - ?, Fтр = 16,98 Н, N4 - ?.
4. Нам нужно выразить силу натяжения нити через неизвестные величины тела 4:
T = m4 * g + Fтр.
5. Подставим значение T в уравнение (2):
Fтяж - m4 * g - Fтр - N4 = m4 * a.
6. Также нам нужно выразить силу архимедовой пробки, которая равна плотности среды (ρ) на объем погруженной части тела, умноженную на ускорение свободного падения (g), умноженную на объем погруженной части тела (V) - N4 = ρ * g * V.
Тело 4 имеет форму сферы, поэтому его объем можно вычислить по формуле V = (4/3) * π * r^3, где r - радиус сферы.
Тело 4 имеет радиус 5см = 0,05м, поэтому V = (4/3) * π * (0,05м)^3 = 0,000523 м³.
7. Подставим значение N4 и объем в уравнение (2):
Fтяж - m4 * g - Fтр - ρ * g * V = m4 * a.
8. Теперь нам осталось выразить плотность (ρ) через неизвестные величины:
ρ = (Fтяж - m4 * g - Fтр)/(g * V - m4 * a).
9. Подставим известные значения в формулу для плотности:
ρ = (11,76 Н - m4 * 9,8 м/с² - 16,98 Н)/((9,8 м/с² * 0,000523 м³) - m4 * 0,2 м/с²).
10. Поскольку нам нужно найти значение массы тела 4, решим уравнение относительно m4:
11,76 Н - m4 * 9,8 м/с² - 16,98 Н = 9,8 м/с² * 0,000523 м³ - m4 * 0,2 м/с².
11. Решим получившееся уравнение численно:
11,76 Н - 9,8 м/с² * m4 - 16,98 Н = 9,8 м/с² * 0,000523 м³ - 0,2 м/с² * m4.
12. Приведем подобные слагаемые:
-5,22 Н = 8,26 * 10^(-3) - 9,8 * m4.
13. Перенесем слагаемые с неизвестной массой на одну сторону уравнения и наконец получаем:
9,8 * m4 -9,8 * m4 = 8,26 * 10^(-3) + 5,22 Н.
14. Выполним вычисления:
0 = 8,27 * 10^(-3) м³.
15. Таким образом, плотность четвертого тела должна быть равна 8,27 * 10^(-3) кг/м³, чтобы оно двигалось с ускорением 0,2 м/с² вниз.
При движении вверх равноускоренно сила реакции опоры возрастает, так как надо сообщить телу ускорение вверх, и вес тоже возрастает
При движении вниз равноускоренно сила реакции опоры уменьшается, так как надо позволить телу ускоряться вниз под действием гравитации. Ну и вес тоже уменьшается