Для решения задачи нужно использовать законы кинематики и второй закон Ньютона.
1) Сколько времени длилось торможение автомобиля?
Сначала переведем скорость автомобиля из км/ч в м/с:
[ v_0 = 72 \, \text{км/ч} = \frac{72 \times 1000}{3600} = 20 \, \text{м/с} ]
Дано:
- Начальная скорость ( v_0 = 20 \, \text{м/с} )
- Конечная скорость ( v = 0 \, \text{м/с} )
- Пройденное расстояние ( s = 100 \, \text{м} )
Используем формулу для расчета времени торможения, исходя из равномерного замедленного движения:
[
v^2 = v_0^2 + 2as
]
Подставим известные значения:
[
0 = 20^2 + 2a \times 100
]
[
0 = 400 + 200a
]
[
200a = -400
]
[
a = -2 \, \text{м/с}^2
]
Теперь, зная ускорение, найдем время торможения ( t ) используя формулу:
[
v = v_0 + at
]
[
0 = 20 + (-2)t
]
[
2t = 20
]
[
t = 10 \, \text{с}
]
Таким образом, время торможения автомобиля составляло 10 секунд.
2) Чему равна равнодействующая всех сил, действовавших на автомобиль при торможении?
Используем второй закон Ньютона, чтобы найти равнодействующую силу:
[
F = ma
]
Где:
- ( m = 1,2 \, \text{т} = 1200 \, \text{кг} )
- ( a = -2 \, \text{м/с}^2 )
Подставим значения:
[
F = 1200 \times (-2) = -2400 \, \text{Н}
]
Отрицательное значение силы указывает на то, что сила направлена в противоположную сторону движения автомобиля, что соответствует процессу торможения.
Таким образом, равнодействующая всех сил, действующих на автомобиль при торможении, равна 2400 Н в направлении, противоположном движению автомобиля.