2. Какое ускорение развивает трамвай ЛМ-57, если он начинает движение со стоячего состояния и достигает скорости

2. Какое ускорение развивает трамвай ЛМ-57, если он начинает движение со стоячего состояния и достигает скорости 20 м/с за 20 секунд? Также постройте график, отображающий изменение скорости трамвая в зависимости от времени. Пожалуйста, решите данную задачу.
Larisa

Larisa

Для решения данной задачи нам понадобятся законы движения, а именно первый и второй законы Ньютона. В первом законе Ньютона говорится, что для изменения скорости тела необходимо действие внешней силы. Второй закон Ньютона формализует связь между силой, массой и ускорением тела.

Данные из условия:
Начальная скорость (\(v_0\)) = 0 м/с
Конечная скорость (\(v\)) = 20 м/с
Время (\(t\)) = 20 секунд

С помощью второго закона Ньютона, учитывающего, что сила равна произведению массы на ускорение, найдем ускорение трамвая.

\[F = m \cdot a\]

Сила, действующая на трамвай, равна массе трамвая, умноженной на ускорение. Так как трамвай движется только под воздействием силы трения, которая действует в противоположном направлении от движения, то \(F = -F_{\text{тр}}\). Таким образом:

\[-F_{\text{тр}} = m \cdot a\]

Учитывая, что масса (\(m\)) трамвая является постоянной величиной и не меняется со временем, можно оставить только переменные в левой части уравнения:

\[-F_{\text{тр}} = m \cdot a\]

Учитывая, что ускорение (\(a\)) является производной скорости (\(v\)) по времени (\(t\)), можно записать:

\[-F_{\text{тр}} = m \cdot \frac{{dv}}{{dt}}\]

Так как мы хотим найти ускорение, то можем переписать уравнение в следующем виде:

\[\frac{{dv}}{{dt}} = \frac{{-F_{\text{тр}}}}{{m}}\]

Интегрируя обе части уравнения по времени от 0 до t и учитывая, что начальная скорость (\(v_0\)) равна 0, получим:

\[\int_{v_0}^{v} dv = \int_0^{t} \frac{{-F_{\text{тр}}}}{{m}} dt\]

\[\int_{0}^{v} dv = \int_0^{t} \frac{{-F_{\text{тр}}}}{{m}} dt\]

\[v - 0 = -\frac{{F_{\text{тр}}}}{{m}} \int_0^{t} dt\]

\[v = -\frac{{F_{\text{тр}}}}{{m}} \cdot t\]

Таким образом, мы получили уравнение, описывающее изменение скорости трамвая в зависимости от времени.

Для построения графика изменения скорости трамвая от времени, мы можем использовать полученное уравнение. При этом, переменной времени (\(t\)) будет соответствовать ось абсцисс, а переменной скорости (\(v\)) - ось ординат.

Используя полученное уравнение \(v = -\frac{{F_{\text{тр}}}}{{m}} \cdot t\), где \(F_{\text{тр}}\) - сила трения, мы можем построить график. Но для этого нам понадобятся дополнительные данные о силе трения.

Если у вас есть информация о силе трения, пожалуйста, предоставьте ее, чтобы мы могли построить график более точно.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello