Упр.28.42 ГДЗ Лукашик 7-9 класс по физике (Физика)

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Лукашик, Иванова 8 класс, Просвещение: Чему равна работа силы тяги, действующей на вагон, если, начав двигаться равноускоренно, вагон массой 15 т прошел путь 22 м за 20 с и сила трения составляла 5% от веса вагона? Решите задачу аналитически и графически.

Дано

$$m=15\ \text{т}=1{,}5\cdot10^4\ \text{кг}$$

$$s=22\ \text{м}$$

$$t=20\ \text{с}$$

$$F_{\text{тр}}=0{,}05mg$$

Ход решения

Вагон начал движение равноускоренно из состояния покоя, значит

$$s=\frac{at^2}{2}$$

Отсюда найдём ускорение:

$$a=\frac{2s}{t^2}=\frac{2\cdot22}{20^2}=0{,}11\ \text{м/с}^2$$

Сила тяги должна сообщать вагону ускорение и преодолевать силу трения:

$$F_{\text{т}}-F_{\text{тр}}=ma$$

Тогда

$$F_{\text{т}}=ma+F_{\text{тр}}=ma+0{,}05mg$$

Подставим значения, принимая $$g=9{,}8\ \text{м/с}^2$$:

$$F_{\text{т}}=1{,}5\cdot10^4\cdot0{,}11+0{,}05\cdot1{,}5\cdot10^4\cdot9{,}8$$

$$F_{\text{т}}=1650+7350=9000\ \text{Н}$$

Работа силы тяги:

$$A=F_{\text{т}}s=9000\cdot22=198000\ \text{Дж}$$

$$A=1{,}98\cdot10^5\ \text{Дж}$$

Ответ

$$1{,}98\cdot10^5\ \text{Дж}$$