Определите массу автомобиля, движущегося при торможении с ускорением 2 $м/с^{2}$, если сила трения равна 6 кН.
Дано:
a = 2 $м/с^{2}$;
F = 6 кН.
Найти:
m − ?
СИ:
F = 6 000 Н.
Решение:
По второму закону Ньютона:
$a = \frac{F}{m}$;
$m = \frac{F}{a}$;
$m = \frac{6000}{2} = 3000$ кг.
Ответ: 3000 кг.
Для решения этой задачи необходимо опираться на базовые законы механики, изучаемые в курсе физики 7 класса. Основой решения задачи является второй закон Ньютона, который описывает связь между силой, массой и ускорением.
Второй закон Ньютона:
Второй закон Ньютона формулируется следующим образом:
Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на его ускорение.
Математически этот закон записывается в виде:
$$
F = ma,
$$
где:
Сила трения:
В данной задаче сила, препятствующая движению автомобиля, является силой трения. Это сила, возникающая при взаимодействии поверхности дороги и колес автомобиля, она направлена противоположно движению.
Сила трения часто рассматривается как тормозная сила, которая уменьшает скорость автомобиля.
Здесь сила трения ($ F_{\text{тр}} $) дана в килоньютонах ($ кН $). Чтобы использовать эту величину в расчетах, нужно перевести её в Ньютоны. Напомним, что:
$$
1 \, \text{кН} = 1000 \, \text{Н}.
$$
Ускорение:
Ускорение ($ a $) — это физическая величина, характеризующая изменение скорости тела. В данном случае речь идет о тормозном ускорении, то есть движении с отрицательной скоростью.
Ускорение измеряется в метрах на секунду в квадрате ($ м/с^2 $).
Связь между силой, массой и ускорением:
Согласно второму закону Ньютона, если известны сила, действующая на тело, и его ускорение, то масса тела может быть найдена следующим образом:
$$
m = \frac{F}{a},
$$
где:
Перевод единиц измерения:
Перед подставлением величин в формулу необходимо убедиться, что все единицы измерения приведены к системе СИ.
Например:
Распознавание данных из задачи:
Задача предоставляет:
Задача требует определить массу автомобиля ($ m $). Для этого нужно подставить данные в формулу второго закона Ньютона после перевода единиц измерения.
Итак, используя приведенные выше формулы и теорию, задача может быть решена путем расчета массы автомобиля.
Пожауйста, оцените решение