Какую работу совершает двигатель автомобиля массой 1,3 т при разгоне с места на первых 75 м пути, если это расстояние автомобиль проходит за 10 сек, а сила сопротивления движению равна 650 н?
где (F{\text{расшир}}) - сила, приложенная двигателем для разгона автомобиля, (F{\text{сопр}}) - сила сопротивления движению, (\Delta E_{\text{кин}}) - изменение кинетической энергии.
Сначала найдем значение силы, приложенной двигателем для разгона, используя второй закон Ньютона:
(F_{\text{расшир}} = m \cdot a,)
где (m = 1300 \, \text{кг}) - масса автомобиля, (a) - ускорение.
Далее, найдем ускорение, применяя формулу для равноускоренного движения:
(V = at, \quad a = \frac{V}{t},)
где (V = \frac{s}{t} = \frac{75 \, \text{м}}{10 \, \text{с}} = 7,5 \, \text{м/с}) - скорость автомобиля.
Таким образом, (a = \frac{7,5 \, \text{м/с}}{10 \, \text{с}} = 0,75 \, \text{м/c}^2.)
Для расчета работы, совершаемой двигателем автомобиля при разгоне, можно воспользоваться уравнением энергии:
(F{\text{расшир}} - F{\text{сопр}} = \Delta E_{\text{кин}},)
где (F{\text{расшир}}) - сила, приложенная двигателем для разгона автомобиля, (F{\text{сопр}}) - сила сопротивления движению, (\Delta E_{\text{кин}}) - изменение кинетической энергии.
Сначала найдем значение силы, приложенной двигателем для разгона, используя второй закон Ньютона:
(F_{\text{расшир}} = m \cdot a,)
где (m = 1300 \, \text{кг}) - масса автомобиля, (a) - ускорение.
Далее, найдем ускорение, применяя формулу для равноускоренного движения:
(V = at, \quad a = \frac{V}{t},)
где (V = \frac{s}{t} = \frac{75 \, \text{м}}{10 \, \text{с}} = 7,5 \, \text{м/с}) - скорость автомобиля.
Таким образом, (a = \frac{7,5 \, \text{м/с}}{10 \, \text{с}} = 0,75 \, \text{м/c}^2.)
Теперь подставим значения в уравнение энергии:
(F_{\text{расшир}} = 1300 \, \text{кг} \cdot 0,75 \, \text{м/c}^2 = 975 \, \text{Н}.)
Теперь можем найти работу, совершаемую двигателем:
(A = F_{\text{расшир}} \cdot s = 975 \, \text{Н} \cdot 75 \, \text{м} = 73125 \, \text{Дж}.)
Таким образом, работа, совершаемая двигателем автомобиля массой 1,3 т при разгоне с места на первых 75 м пути, равна 73125 Дж.