№376 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

Троллейбус массой $$15\ \text{т}$$ трогается с места с ускорением $$1{,}4\ \text{м/с}^2$$. Найти работу силы тяги и работу силы сопротивления на первых $$10\ \text{м}$$ пути, если коэффициент сопротивления равен $$0{,}02$$. Какую кинетическую энергию приобрёл троллейбус?

Дано

$$m=15\ \text{т}=15\cdot10^3\ \text{кг}$$

$$a=1{,}4\ \text{м/с}^2$$

$$s=10\ \text{м}$$

$$\mu=0{,}02$$

Ход решения

Сила сопротивления движению:

$$F_{\text{сопр}}=\mu mg=0{,}02\cdot15\cdot10^3\cdot10=3\cdot10^3\ \text{Н}$$

По второму закону Ньютона вдоль направления движения:

$$ma=F_{\text{тяги}}-F_{\text{сопр}}$$

Отсюда

$$F_{\text{тяги}}=ma+F_{\text{сопр}}=15\cdot10^3\cdot1{,}4+3\cdot10^3=24\cdot10^3\ \text{Н}$$

Работа силы тяги:

$$A_{\text{тяги}}=F_{\text{тяги}}s=24\cdot10^3\cdot10=240\cdot10^3\ \text{Дж}=240\ \text{кДж}$$

Работа силы сопротивления отрицательна:

$$A_{\text{сопр}}=-F_{\text{сопр}}s=-3\cdot10^3\cdot10=-30\cdot10^3\ \text{Дж}=-30\ \text{кДж}$$

Кинетическая энергия, приобретённая троллейбусом, равна работе равнодействующей сил:

$$E_k=A_{\text{тяги}}+A_{\text{сопр}}=240\ \text{кДж}-30\ \text{кДж}=210\ \text{кДж}$$

Ответ

$$A_{\text{тяги}}=240\ \text{кДж},\quad A_{\text{сопр}}=-30\ \text{кДж},\quad E_k=210\ \text{кДж}.$$