Question

Мотоцикл, масса якого разом із мотоциклістом дорівнює 180 кг, розганяється на горизонтальній ділянці шоссе, рухаючись із прискоренням 2,6 м/с2. Коефіцієнт опору рухові дорівнює 0,04. Виконайте пояснювальний рисунок, на якому зобразіть сили, що діють на тіло. Визначте силу тяги мотоцикла.

Answer 1

1. Сила тяжіння (Fг), яка направлена вертикально вниз і дорівнює масі мотоцикла з мотоциклістом, помноженій на прискорення вільного падіння (9,8 м/с2).

2. Сила тяги (Fт), яка направлена вперед і є силою, яку створює двигун мотоцикла для руху вперед.

3. Сила опору руху (Fо), яка направлена протилежно напрямку руху і залежить від коефіцієнта опору руху та швидкості руху.

4. Сила тривоги (Fтр), яка направлена вгору і забезпечує контакт між колесами мотоцикла та дорогою.

Сила тяги може бути визначена за допомогою другого закону Ньютона: Fт = m*a, де m - маса тіла, а - прискорення. У даному випадку, маса мотоцикла з мотоциклістом дорівнює 180 кг, а прискорення становить 2,6 м/с2. Тому, Fт = 180 кг * 2,6 м/с2 = 468 Н. Отже, сила тяги мотоцикла дорівнює 468 Н.

Answer 2

Щоб зобразити сили, які діють на мотоцикл разом із мотоциклістом, ми можемо створити таку схему:

1. Вага мотоцикла і мотоцикліста дорівнює 180 кг. Ця сила напрямлена вертикально вниз і позначається як F_ваги. Це сила, яка виникає в результаті гравітації і має величину 1800 Н (Ньютонів).

   F_ваги (1800 Н) ↓

2. Мотоцикл розганяється з прискоренням 2,6 м/с². Щоб забезпечити це прискорення, на нього діє сила тяги, яку позначаємо як F_тяги. Ця сила напрямлена вперед (в напрямку руху) і має величину, яка може бути розрахована за другим законом Ньютона: F = m * a, де m - маса мотоцикла і мотоцикліста, а - прискорення. Таким чином, F_тяги = 180 кг * 2,6 м/с² = 468 Н.

   F_тяги (468 Н) →

3. Коефіцієнт опору руху дорівнює 0,04. Опір руху - це сила, яка діє в напрямку, протилежному рухові. Щоб знайти цю силу, ми можемо використовувати формулу: F_опори = коефіцієнт_опору * F_ваги. Таким чином, F_опори = 0,04 * 1800 Н = 72 Н.

   F_опори ← (72 Н)

На цьому пояснювальному рисунку ми показали три сили, які діють на мотоцикл з мотоциклістом: силу ваги (F_ваги), силу тяги (F_тяги), яка рухає мотоцикл вперед, і силу опору руху (F_опори), яка протидіє руху. Сума сил F_тяги і F_опори визначає, як швидко рухається мотоцикл. У цьому випадку, сила тяги F_тяги більше сили опору F_опори, що дозволяє мотоциклу розганятися з прискоренням 2,6 м/с².

Будь ласка, зверніть увагу, що величина сили тяги (F_тяги) може змінюватися в залежності від багатьох факторів, таких як нахил дороги, ступінь зносу покриття і т. д. У даному випадку ми розглядаємо лише прискорення на горизонтальній ділянці шоссе.