Упр.28.42 ГДЗ Лукашик 7-9 класс по физике (Физика)
Решение #1
Решение #2ИИ
Варианты решения:
Дано:
m = 15 т = 15 000 кг,
s = 22 м,
t = 20 с,
Fтр = 0,05mg,
v₀ = 0,
g ≈ 10 м/с².
Аналитическое решение
При равноускоренном движении:
s = at²/2,
откуда
a = 2s/t² = 2 · 22/20² = 0,11 м/с².
По второму закону Ньютона:
Fтяги − Fтр = ma.
Сила трения:
Fтр = 0,05mg = 0,05 · 15 000 · 10 = 7500 Н.
Тогда
Fтяги = ma + Fтр = 15 000 · 0,11 + 7500 = 9150 Н.
Работа силы тяги:
A = Fтягиs = 9150 · 22 = 201 300 Дж.
Графическое решение
На графике зависимости силы тяги от пути сила постоянна, поэтому работа равна площади прямоугольника со сторонами 22 м и 9150 Н:
Ответ: работа силы тяги равна 201,3 кДж.
m = 15 т = 15 000 кг,
s = 22 м,
t = 20 с,
Fтр = 0,05mg,
v₀ = 0,
g ≈ 10 м/с².
Аналитическое решение
При равноускоренном движении:
s = at²/2,
откуда
a = 2s/t² = 2 · 22/20² = 0,11 м/с².
По второму закону Ньютона:
Fтяги − Fтр = ma.
Сила трения:
Fтр = 0,05mg = 0,05 · 15 000 · 10 = 7500 Н.
Тогда
Fтяги = ma + Fтр = 15 000 · 0,11 + 7500 = 9150 Н.
Работа силы тяги:
A = Fтягиs = 9150 · 22 = 201 300 Дж.
Графическое решение
На графике зависимости силы тяги от пути сила постоянна, поэтому работа равна площади прямоугольника со сторонами 22 м и 9150 Н:
F, Н │ │ 9150 ┌────────────────────┐ │ │ │ │ │ A = F · s │ │ │ │ │ 0 └────────────────────┴──── s, м │ 22A = 9150 · 22 = 201 300 Дж ≈ 201 кДж.
Ответ: работа силы тяги равна 201,3 кДж.
m = 1,5 · 10⁴ кг, s = 22 м, t = 20 с.
Сила трения равна 5% силы тяжести:
Fтр = 0,05mg.
Так как вагон начал движение из состояния покоя, его ускорение найдём по формуле пути:
s = at²/2,
a = 2s/t² = 2 · 22/20² = 0,11 м/с².
Равнодействующая сил, действующих вдоль движения:
Fрез = ma = 1,5 · 10⁴ · 0,11 = 1650 Н.
Сила тяги должна не только сообщать вагону ускорение, но и преодолевать трение:
Fтяги = Fрез + Fтр.
При g = 10 м/с²:
Fтр = 0,05 · 1,5 · 10⁴ · 10 = 7500 Н,
Fтяги = 1650 + 7500 = 9150 Н.
Сила тяги постоянна, поэтому её работа на пути 22 м:
Aтяги = Fтягиs = 9150 · 22 = 201300 Дж.
Графически работа определяется площадью под графиком зависимости силы тяги от пройденного пути. График представляет собой горизонтальную линию, а площадь прямоугольника равна:
Ответ: работа силы тяги равна 2,013 · 10⁵ Дж, или примерно 201 кДж.
Сила трения равна 5% силы тяжести:
Fтр = 0,05mg.
Так как вагон начал движение из состояния покоя, его ускорение найдём по формуле пути:
s = at²/2,
a = 2s/t² = 2 · 22/20² = 0,11 м/с².
Равнодействующая сил, действующих вдоль движения:
Fрез = ma = 1,5 · 10⁴ · 0,11 = 1650 Н.
Сила тяги должна не только сообщать вагону ускорение, но и преодолевать трение:
Fтяги = Fрез + Fтр.
При g = 10 м/с²:
Fтр = 0,05 · 1,5 · 10⁴ · 10 = 7500 Н,
Fтяги = 1650 + 7500 = 9150 Н.
Сила тяги постоянна, поэтому её работа на пути 22 м:
Aтяги = Fтягиs = 9150 · 22 = 201300 Дж.
Графически работа определяется площадью под графиком зависимости силы тяги от пройденного пути. График представляет собой горизонтальную линию, а площадь прямоугольника равна:
Fтяги, Н
│
9150│ ─────────────────────────
│ │ │
│ │ Aтяги = Fтяги·s │
│ │ │
└──┴────────────────────────┴── s, м
0 22Aтяги = 9150 Н · 22 м = 201300 Дж.Ответ: работа силы тяги равна 2,013 · 10⁵ Дж, или примерно 201 кДж.
Рассмотрим вариант решения задания из учебника
Лукашик, Иванова 7-9 класс, Просвещение:
Чему равна работа силы тяги, действующей на вагон, если, начав двигаться равноускоренно, вагон массой 15 т прошел путь 22 м за 20 с и сила трения составляла 5% от веса вагона? Решите задачу аналитически и графически.
