Η μέγιστη επιτάχυνση ενός αυτοκινήτου, ενώ ρυμουλκούσε το δεύτερο διπλάσιο της μάζας του σε σύγκριση με χωρίς ρυμούλκηση;

Εδώ είναι πώς να σπάσετε αυτό το πρόβλημα:

Κατανόηση των εννοιών

* Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα: F =ma (δύναμη =μάζα x επιτάχυνση)

* δύναμη τριβής: Η δύναμη αντίθετη κίνηση, η οποία εξαρτάται από την επιφάνεια και το βάρος του αντικειμένου.

παραδοχές

* Θα υποθέσουμε ότι ο κινητήρας του αυτοκινήτου παράγει μια σταθερή δύναμη.

* Θα αγνοήσουμε την αντίσταση στον αέρα για απλότητα.

Επεξήγηση

1. Χωρίς ρυμούλκηση: Όταν το αυτοκίνητο δεν ρυμουλκώνει τίποτα, η επιτάχυνση του καθορίζεται από τη δύναμη του κινητήρα και τη δύναμη της τριβής. Ας καλέσουμε αυτήν την επιτάχυνση «Α».

2. ρυμούλκηση: Όταν το αυτοκίνητο ρυμουλκώνει ένα ρυμουλκούμενο διπλάσιο της μάζας του, η συνολική μάζα που επιταχύνει είναι τρεις φορές η δική του μάζα (αυτοκίνητο + ρυμουλκούμενο). Δεδομένου ότι η δύναμη του κινητήρα παραμένει σταθερή, η επιτάχυνση θα μειωθεί.

3. Εφαρμογή του δεύτερου νόμου του Νεύτωνα:

* Χωρίς ρυμούλκηση:F =MA

* Με ρυμούλκηση:f =3ma '(όπου' a '' είναι η νέα επιτάχυνση)

4. Επίλυση για την αναλογία των επιταχύνσεων: Δεδομένου ότι η δύναμη είναι η ίδια και στις δύο περιπτώσεις, μπορούμε να ορίσουμε τις εξισώσεις ίσες:

* MA =3mA '

* a '=a/3

απάντηση:

Η μέγιστη επιτάχυνση του αυτοκινήτου ενώ η ρυμούλκηση είναι ένα τρίτο Η επιτάχυνση όταν δεν ρυμουλκείται.