Домашние задания: Физика
Задача по физике
Профессиональный велосипедист массой вместе с велосипедом 100 кг проехал 10 км за 20 минут. Найдите силу тяги велосипедиста на прохождении данной дистанции.
Ничего не сказано про силы трения. Поэтому возможны всякие варианты решения. Рассмотрим такой: он, начав из состояния покоя, все время t = 1200 c равномерном ускоряется, пока не проедет свои S = 10 км. Для этого он должен двигаться с ускорением а, которое найдём по формуле: S = (1/2)*a*t^2. Получим это ускорение: а = 2S/t^2 = 2*10^4/1200^2 = 1/72 = 0.0139 м/с^2.
Минимальная сила тяги отвечает такому ускорению; она равна:
Fтяги = m*a = 100*0,0139 = 1,39 H = 1,4 Н. {{***}}
{{ При этом его скорость в конце пути равна: V = a*t = 0.0139*1200 = 16,7 м/с = 60 км/ч. — Такая скорость маловероятна. }}
Пусть тогда дело было так: сначала он равномерно ускорялся в течение времени t1 до реальной скорости v° = 40 км/ч = 12,5 м/с, а потом с тем же усилием сохранял эту скорость до конца 10 км (в течение t2 = 1200 – t1). Тогда так: S = 0,5*a*t1^2 + a*t1*(1200–t1) = {{ Подставляем скорость v° = a*t1 = 12,5 }} = 0.5*12.5*t1 + 12.5*1200 – 12,5*t1 = 10^4. Отсюда: t1 = 800 c.
Значит, ускорение в этом случае: a° = 12.5/800 = 0.0156 м/с^2.
При таком режиме движения: Fтяги = 100*0,0156 = 1,56 Н. {{****}}
Другой способ движения (скорость v°) потребует другой силы тяги.
Но все равно, она — примерно 1,5 Н.
ОТВЕТЫ: {{***}} и {{****}}.
Минимальная сила тяги отвечает такому ускорению; она равна:
Fтяги = m*a = 100*0,0139 = 1,39 H = 1,4 Н. {{***}}
{{ При этом его скорость в конце пути равна: V = a*t = 0.0139*1200 = 16,7 м/с = 60 км/ч. — Такая скорость маловероятна. }}
Пусть тогда дело было так: сначала он равномерно ускорялся в течение времени t1 до реальной скорости v° = 40 км/ч = 12,5 м/с, а потом с тем же усилием сохранял эту скорость до конца 10 км (в течение t2 = 1200 – t1). Тогда так: S = 0,5*a*t1^2 + a*t1*(1200–t1) = {{ Подставляем скорость v° = a*t1 = 12,5 }} = 0.5*12.5*t1 + 12.5*1200 – 12,5*t1 = 10^4. Отсюда: t1 = 800 c.
Значит, ускорение в этом случае: a° = 12.5/800 = 0.0156 м/с^2.
При таком режиме движения: Fтяги = 100*0,0156 = 1,56 Н. {{****}}
Другой способ движения (скорость v°) потребует другой силы тяги.
Но все равно, она — примерно 1,5 Н.
ОТВЕТЫ: {{***}} и {{****}}.