Автомобиль массой m = 2 т движется равномерно по горизонтальному шоссе

Пример решения задачи №36.

Автомобиль массой m = 2 т движется равномерно по горизонтальному шоссе. Найти силу тяги автомобиля , если коэффициент сопротивления движению k = 0,02.

Решение:

Прежде чем выполнить чертеж, подумаем, какие силы приложены к автомобилю со стороны других тел. Бесспорно, что на автомобиль действует сила тяжести , направленная вертикально вниз. Она должна быть уравновешена силой реакции опоры , направленной вертикально вверх, поскольку вдоль вертикального направления автомобиль не движется. Кроме того, на автомобиль действует сила тяги , направленная, допустим, вправо. Эта сила согласно первому закону Ньютона должна быть уравновешена силой сопротивления движению , которая должна быть в этом случае направлена влево и равна по модулю силе тяги.

С учетом сказанного выполним чертеж (рис. 9-12).

Поскольку автомобиль движется равномерно и прямолинейно, векторная сумма всех сил, приложенных к нему со стороны других тел (сила тяжести — со стороны Земли, сила реакции опоры — со стороны дорожного покрытия, сила тяги -со стороны мотора и сила трения -со стороны неровностей поверхности дороги), равна нулю.

Поэтому в векторной записи первый закон Ньютона примет вид

Записывая этот же закон для модулей проекций сил на координатные оси, мы должны учесть, что каждой из этих сил соответствует уравновешивающая ее другая сила, равная по модулю, но антинаправленная ей. Поэтому для модулей сил второй закон Ньютона примет вид

По аналогии с силой трения сила сопротивления прямо пропорциональна силе давления автомобиля на дорожное полотно: .

По третьему закону Ньютона сила давления автомобиля на дорогу равна по модулю силе, с которой дорога «давит» на автомобиль, т. е. силе реакции опоры :

Подставив в последнее равенство вместо силы реакции опоры численно равную ей в этой задаче силу тяжести , мы получим окончательно:

Переведем все единицы в СИ: кг. Проверим единицу измерения полученной величины. Должен получиться ньютон (Н):

Подставим числа и произведем вычисления:

Ответ: Н.

Эта задача взята со страницы подробного решения задач по физике, там теория и задачи по всем темам физики, можете посмотреть:

Физика — задачи с решениями и примерами

Возможно вам будут полезны ещё вот эти задачи:

Пример решения задачи №34. Тело массой m равномерно перемещается в горизонтальном направлении под действием силы , направленной под углом а к горизонту (рис. 9-2). Кроме силы тяжести , на него еще действуют сила трения сила реакции опоры .

Пример решения задачи №35. Тело под действием силы тяги движется равномерно и прямолинейно вверх по наклонной плоскости с углом наклона при основании а (рис. 9-3). Силой трения можно пренебречь (например, в условии ни о силе трения, ни о коэффициенте трения ничего не сказано).

Пример решения задачи №37. Груз массой m = 100 кг равномерно перемещают по поверхности, прилагая силу под углом к горизонту. Коэффициент трения . Найти величину этой силы.

Пример решения задачи №38. Как легче передвигать тело, к которому прикреплена рукоятка, расположенная под углом к горизонту: тянуть или толкать (рис. 9-14)? Коэффициент трения тела о горизонтальную поверхность равен . Определите отношение силы прилагаемой к телу, когда его тянут за рукоятку, к силе , прилагаемой, когда его толкают перед собой.