Решим задачу с энергетического подхода. Для начала запишем уравнение динамики. На тело действуют горизонтальная сила тяги F и сила трения Fтр, которые противоположны по направлению. Равнодействующая направлена туда же, куда и ускоряющая сила тяги F:
F + (-Fтр) = ma
F - Fтр = ma (1)
Выразим ускорение через кинематическую формулу скорости:
а = (v - v0)/t - учитывая, что начальная скорость равна нулю (тело покоилось), будет:
а = v/t - подставим в (1):
F - Fтр = mv/t - выразим скорость v и найдём её, учитывая, что Fтр = μmg:
Теперь применим теорему об изменении кинетической энергии, которая гласит о том, что сумма работ внешних сил, действующих на тело, равна изменению кинетической энергии тела:
S(A) = dEk = Ek2 - Ek1 (2)
Работа силы тяги и силы трения:
А(F) = F*s
А(-Fтр) = -μmg*s
Изменение кинетической энергии равно:
Ek2 - Ek1 = mv²/2 - mv0²/2 = mv²/2 - 0 = mv²/2
Тогда, согласно (2):
A(F) + A(-Fтр) = Ek2
F*s + (-μmg*s) = mv²/2
s*(F - μmg) = mv²/2
s = mv²/(2*(F - μmg)) = 1*6²/(2*(4 - 0,1*1*10)) = 36/6 = 6 м
Решение: Средняя скорость автомобиля равна: Vср.=(S1+S2)/(t1+t2) Расстояние первой части пути, проехавшего автомобиля составляет: S=V*t S1=4v/5*t1=4v*t1/5 Расстояние второй части пути, проехавшего автомобиля составляет: S2=2v*t2 А так как средняя скорость на всём пути равна 2v, составим уравнение: (4v*t1/5+2v*t2)/(t1+t2)=v 4v*t1/5+2v*t2=v*(t1+t2) приведём уравнение к общему знаменателю 5 4v*t1+5*2v*t2=5*v*(t1+t2) v*(4t1+10t2)=v*(5t1+5t2) Разделим левую и правую части уравнения на (v) 4t1+10t2=5t1+5t2 4t1-5t1=5t2-10t2 -t1=-5t2 умножим левую и правую части уравнения на (-1) t1=5t2 Отсюда следует, что соотношение времени равно: t1/t2=1/5
Дано:
m = 1 кг
t = 2 c
F = 4 Н
μ = 0,1
g = 10 м/с²
v0 = 0 м/с
s - ?
Решим задачу с энергетического подхода. Для начала запишем уравнение динамики. На тело действуют горизонтальная сила тяги F и сила трения Fтр, которые противоположны по направлению. Равнодействующая направлена туда же, куда и ускоряющая сила тяги F:
F + (-Fтр) = ma
F - Fтр = ma (1)
Выразим ускорение через кинематическую формулу скорости:
а = (v - v0)/t - учитывая, что начальная скорость равна нулю (тело покоилось), будет:
а = v/t - подставим в (1):
F - Fтр = mv/t - выразим скорость v и найдём её, учитывая, что Fтр = μmg:
v = (F - Fтр)*t/m = (F - μmg)*t/m = (4 - 0,1*1*10)*2/1 = (4 - 1)*2 = 6 м/с
Теперь применим теорему об изменении кинетической энергии, которая гласит о том, что сумма работ внешних сил, действующих на тело, равна изменению кинетической энергии тела:
S(A) = dEk = Ek2 - Ek1 (2)
Работа силы тяги и силы трения:
А(F) = F*s
А(-Fтр) = -μmg*s
Изменение кинетической энергии равно:
Ek2 - Ek1 = mv²/2 - mv0²/2 = mv²/2 - 0 = mv²/2
Тогда, согласно (2):
A(F) + A(-Fтр) = Ek2
F*s + (-μmg*s) = mv²/2
s*(F - μmg) = mv²/2
s = mv²/(2*(F - μmg)) = 1*6²/(2*(4 - 0,1*1*10)) = 36/6 = 6 м
ответ: 6 м.
Средняя скорость автомобиля равна:
Vср.=(S1+S2)/(t1+t2)
Расстояние первой части пути, проехавшего автомобиля составляет: S=V*t
S1=4v/5*t1=4v*t1/5
Расстояние второй части пути, проехавшего автомобиля составляет:
S2=2v*t2
А так как средняя скорость на всём пути равна 2v, составим уравнение:
(4v*t1/5+2v*t2)/(t1+t2)=v
4v*t1/5+2v*t2=v*(t1+t2) приведём уравнение к общему знаменателю 5
4v*t1+5*2v*t2=5*v*(t1+t2)
v*(4t1+10t2)=v*(5t1+5t2) Разделим левую и правую части уравнения на (v)
4t1+10t2=5t1+5t2
4t1-5t1=5t2-10t2
-t1=-5t2 умножим левую и правую части уравнения на (-1)
t1=5t2
Отсюда следует, что соотношение времени равно:
t1/t2=1/5