физика. Не требуется решение, лишь вопрос. 1. Какую силу тяги развивает двигатель автомобиля массой 1000

физика. Не требуется решение, лишь вопрос. 1. Какую силу тяги развивает двигатель автомобиля массой 1000 кг, движущегося по подъему под углом 30° и увеличивающего свою скорость с 10 м/с до 20 м/с на пути длиной 1000 м, при условии, что коэффициент трения между дорогой и колесами равен 0.1, а ускорение свободного падения g = 10 м/с²? Представите ответ в килоньютонах, округленный до целого числа. 2. Каков масса воздушного шара диаметром 10 м, заполненного водородом при нормальном атмосферном давлении 105 Па и температуре 300 К, если масса оболочки шара составляет 200 кг, а молярные массы воздуха и водорода составляют соответственно 29 г/моль и 2 г/моль?
Tainstvennyy_Mag

Tainstvennyy_Mag

1. Для решения этой задачи, нам необходимо учесть все силы, действующие на автомобиль.

Первым шагом мы должны найти ускорение автомобиля. Мы знаем, что начальная скорость \( V_1 = 10 \, \text{м/с} \), конечная скорость \( V_2 = 20 \, \text{м/с} \), и путь \( S = 1000 \, \text{м} \).

Используем формулу для ускорения:

\[ a = \frac{{V_2 - V_1}}{{S}} \]
\[ a = \frac{{20 - 10}}{{1000}} = 0.01 \, \text{м/с}^2 \]

Затем, мы можем найти силу трения, действующую на автомобиль. Коэффициент трения между дорогой и колесами \( \mu = 0.1 \), масса автомобиля \( m = 1000 \, \text{кг} \), и ускорение свободного падения \( g = 10 \, \text{м/с}^2 \).

Формула для силы трения:

\[ F_{\text{тр}} = \mu \cdot m \cdot g \]
\[ F_{\text{тр}} = 0.1 \cdot 1000 \cdot 10 = 1000 \, \text{Н} \]

Теперь, найдем силу тяги, действующую на автомобиль. Угол наклона подъема равен \( \theta = 30^\circ \).

Формула для силы тяги:

\[ F_{\text{тяги}} = m \cdot g \cdot \sin(\theta) + F_{\text{тр}} \]
\[ F_{\text{тяги}} = 1000 \cdot 10 \cdot \sin(30^\circ) + 1000 = 5500 \, \text{Н} \]

Наконец, чтобы получить ответ в килоньютонах (кН), необходимо перевести силу в ньютонах в килоньютоны, разделив на 1000:

\[ \text{Ответ:} \quad F_{\text{тяги}} = \frac{{5500}}{{1000}} \, \text{кН} = 5 \, \text{кН} \]

2. Чтобы найти массу воздушного шара, нам нужно учесть закон Бойля-Мариотта. Формула для закона Бойля-Мариотта:

\[ P_1 \cdot V_1 = P_2 \cdot V_2 \]

Мы знаем, что начальное давление \( P_1 = 105 \, \text{Па} \), начальный объем \( V_1 \) будет равен объему шара, который можно найти, используя формулу для объема сферы:

\[ V_1 = \frac{4}{3} \pi r^3 = \frac{4}{3} \pi \left( \frac{d}{2} \right)^3 \]

Следовательно, \( V_1 = \frac{4}{3} \pi \left( \frac{10}{2} \right)^3 = \frac{4000}{3} \pi \, \text{м}^3 \)

Мы также знаем, что конечное давление \( P_2 = 105 \, \text{Па} \), конечный объем \( V_2 \) будет равен объему шара плюс объем водорода внутри:

\[ V_2 = \frac{4}{3} \pi \left( \frac{10}{2} \right)^3 + V_{\text{водорода}} \]

Теперь мы можем переписать формулу Бойля-Мариотта:

\[ P_1 \cdot V_1 = P_2 \cdot V_2 \]
\[ 105 \cdot \frac{4000}{3} \pi = 105 \cdot \frac{4}{3} \pi \left( \frac{10}{2} \right)^3 + V_{\text{водорода}} \times 105 \]

Решив это уравнение относительно \( V_{\text{водорода}} \), мы можем найти объем водорода внутри шара. 105 упрощается.

\[ V_{\text{водорода}} \approx \frac{105 \cdot \frac{4000}{3} \pi - 105 \cdot \frac{4}{3} \pi \left( \frac{10}{2} \right)^3}{105} \]
\[ V_{\text{водорода}} \approx \frac{4000}{3} \pi - \frac{4}{3} \pi \left( \frac{10}{2} \right)^3 \]
\[ V_{\text{водорода}} \approx \frac{4000}{3} \pi - \frac{4}{3} \pi \cdot 125 \]
\[ V_{\text{водорода}} \approx 1333.33 \pi \, \text{м}^3 \]

Теперь мы можем найти массу водорода, используя закон идеального газа:

\[ PV = nRT \]

Мы знаем, что \( P = 105 \, \text{Па} \), \( V = V_{\text{водорода}} \), \( R \) - универсальная газовая постоянная, а \( T \) - температура в Кельвинах, в данном случае \( T = 300 \, \text{К} \). Нам также известна молярная масса водорода \( M \).

Используя эту формулу, мы можем выразить массу водорода:

\[ n = \frac{PV}{RT} \]
\[ n = \frac{105 \cdot 1333.33 \pi}{0.0821 \cdot 300} \]

Теперь мы можем найти массу водорода:

\[ m_{\text{водорода}} = n \cdot M \]

Полная масса шара будет состоять из массы оболочки и массы водорода:

\[ m_{\text{шара}} = m_{\text{оболочки}} + m_{\text{водорода}} \]

Таким образом, мы можем решить задачу, предоставив значения для универсальной газовой постоянной \( R \) и молярной массы водорода \( M \).

Однако, поскольку эти значения не предоставлены в задаче, я не могу дать конкретный ответ на вторую часть вопроса.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello