а) Почему нельзя резко увеличивать скорость электровоза при трогании с места; при буксировке автомашины на канате?
б) Почему опасно выпрыгивать на ходу из движущегося автомобиля?
в) Почему при необходимости внезапной остановки мотоцикла тормозят обоими колёсами? Что может произойти, если тормозить только передним колесом?

Для решения этих задач важно рассмотреть несколько ключевых физических понятий и законов:

1. Инерция:
   Инерция — это свойство тела сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют внешние силы. Чем больше масса тела, тем больше его инерция. Это значит, что для изменения скорости или направления движения требуется приложить силу.

2. Сила трения:
   Сила трения возникает при контакте поверхностей и препятствует их относительному движению. Она бывает двух видов:

   • Сила трения покоя — действует, когда объект находится в состоянии покоя.
   • Сила трения скольжения — возникает, когда объект движется. В контексте данной задачи, взаимодействие колёс с рельсами или дороги, а также трение между канатом и креплениями играют важную роль.

3. Закон сохранения импульса:
   Импульс тела — это произведение его массы на скорость. При взаимодействии тел (например, при буксировке или при выпрыгивании из машины), импульс сохраняется, если отсутствуют внешние силы, такие как трение или сопротивление среды.

4. Центр тяжести и устойчивость:
   Центр тяжести — это точка, в которой сосредоточена вся масса тела. Его положение влияет на устойчивость объекта. Например, при торможении или при прыжке с движущегося транспорта изменение скорости приводит к перераспределению сил в теле, что может вызвать падение.

5. Равновесие и динамика движения:
   Равновесие объекта зависит от действия на него внешних сил. Резкие изменения силы или скорости могут нарушить равновесие, что приводит к движению или падению тела.

6. Сила упругости в буксировке:
   При буксировке на канате возникает сила упругости, и резкое движение может привести к превышению предела прочности каната, что вызовет его разрыв.

7. Риск переноса массы и эффект резкого торможения:
   При торможении транспортного средства масса водителя или пассажира продолжает двигаться вперёд (по закону инерции), что может привести к падению или травме. Если тормозить только передним колесом, то на него будет действовать слишком большая сила, что приведёт к потере контроля и возможному переворачиванию.

Подробное объяснение:

а) Резкое увеличение скорости электровоза при трогании с места:
При движении электровоза важна сила трения между колёсами и рельсами. Если резко увеличить скорость, сила, передаваемая от колес к рельсам, может превысить силу трения, что приведёт к пробуксовке колёс. Кроме того, резкое увеличение скорости вызывает инерцию огромной массы вагонов, что может привести к разрыву сцепки между вагонами. Аналогично для буксировки: резкое движение нарушает равновесие силы натяжения в канате, что может привести к его разрыву.

б) Выпрыгивание на ходу из движущегося автомобиля:
При движении автомобиля тело пассажира имеет ту же скорость, что и машина. При выпрыгивании инерция сохраняется, и человек продолжает двигаться вперед с той же скоростью. При приземлении возникает резкий переход от движения к состоянию покоя, что создаёт ударную нагрузку на ноги и может привести к травме или падению.

в) Торможение обоими колёсами мотоцикла:
При торможении сила трения между колесами и дорогой обеспечивает замедление. Если тормозить только передним колесом, сила будет неравномерно распределена, что может привести к переворачиванию мотоцикла из−за смещения центра тяжести. Торможение обоими колёсами позволяет равномерно распределить силы и сохранить устойчивость.