Т.к. сила торможения постоянная, то это равноускоренное движение (вектор ускорения направлен против вектора скорости, поэтому поезд тормозит). Для равноускоренного движения пройденный путь S: S = (|Vк² - Vн²|) / (2*a), где Vк = 0 – конечная скорость (поезд остановился), м/с; Vн = 20 м/с – начальная скорость; a – модуль ускорения тела, м/с². Отсюда ускорение: a = (|Vк² - Vн²|) / (2*S) a = (|0² - (20 м/с)²|) / (2*400 м) a = 0,5 м/с²
По второму закону Ньютона сила торможения: F = m*a, откуда масса поезда m = F / a m = (500000 Н) / (0,5 м/с²) m = 10^6 кг (тысяча тонн)
Работа силы торможения отрицательна (т. к. сила торможения направлена против направления движения поезда) и определяется по формуле: A = - F * S A = - 500000 Н * 400 м A = - 200 МДж.
Давление твёрдого тела: p = F / S, где F – вес тела, Н; S – площадь опоры, м².
Видно, что наибольшее давление тело будет оказывать, если будет опираться на самую маленькую грань. Площадь самой маленькой грани: S = 5 см * 8 см = 40 см² = 0,004 м².
Вес груза массой m на горизонтальную опору равен силе тяжести, действующей на это тело: F = m*g, где g = 10 Н/кг – ускорение свободного падения, Массу m выразим через объём V и плотность ρ: m = ρ*V Объём V = 10 см * 5 см * 8 см = 400 см³ = 0,0004 м³. Плотность ρ переведём в СИ: 7,8 г/см³ = 7800 кг/м³.
Максимальное давление: p = ρ*V*g / S p = (7800 кг/м³ * 0,0004 м³ * 10 Н/кг) / (0,004 м²) p = 7800 Па
Для равноускоренного движения пройденный путь S:
S = (|Vк² - Vн²|) / (2*a), где
Vк = 0 – конечная скорость (поезд остановился), м/с;
Vн = 20 м/с – начальная скорость;
a – модуль ускорения тела, м/с².
Отсюда ускорение:
a = (|Vк² - Vн²|) / (2*S)
a = (|0² - (20 м/с)²|) / (2*400 м)
a = 0,5 м/с²
По второму закону Ньютона сила торможения:
F = m*a, откуда масса поезда
m = F / a
m = (500000 Н) / (0,5 м/с²)
m = 10^6 кг (тысяча тонн)
Работа силы торможения отрицательна (т. к. сила торможения направлена против направления движения поезда) и определяется по формуле:
A = - F * S
A = - 500000 Н * 400 м
A = - 200 МДж.
p = F / S, где
F – вес тела, Н;
S – площадь опоры, м².
Видно, что наибольшее давление тело будет оказывать, если будет опираться на самую маленькую грань.
Площадь самой маленькой грани:
S = 5 см * 8 см = 40 см² = 0,004 м².
Вес груза массой m на горизонтальную опору равен силе тяжести, действующей на это тело:
F = m*g, где
g = 10 Н/кг – ускорение свободного падения,
Массу m выразим через объём V и плотность ρ:
m = ρ*V
Объём V = 10 см * 5 см * 8 см = 400 см³ = 0,0004 м³.
Плотность ρ переведём в СИ:
7,8 г/см³ = 7800 кг/м³.
Максимальное давление:
p = ρ*V*g / S
p = (7800 кг/м³ * 0,0004 м³ * 10 Н/кг) / (0,004 м²)
p = 7800 Па