Какую работу осуществит постоянная сила тяги двигателя, когда автомобиль массой 3 т начнет движение по горизонтальной

Данная задача связана с применением второго закона Ньютона, который гласит, что сумма всех действующих сил на тело равна произведению массы тела на его ускорение. В данном случае, нам известна масса автомобиля, ускорение и сила сопротивления. Найдем сначала величину силы тяги двигателя.

1. Найдем силу тяги двигателя с помощью второго закона Ньютона:
\(F_{\text{тяги}} = m \cdot a\),
где \(F_{\text{тяги}}\) - сила тяги двигателя, \(m\) - масса автомобиля, \(a\) - ускорение.

Подставим известные значения в формулу:
\(F_{\text{тяги}} = 3000 \, \text{кг} \cdot 2 \, \text{м/с²}\).

2. Рассчитаем значение силы тяги двигателя:
\(F_{\text{тяги}} = 6000 \, \text{Н}\).

Таким образом, постоянная сила тяги двигателя будет составлять 6000 Н.

Теперь рассмотрим вопрос о средней мощности, создаваемой двигателем за указанный период времени.

Мощность можно рассчитать, используя формулу:
\(P = \frac{W}{t}\),
где \(P\) - мощность, \(W\) - проделанная работа, \(t\) - время.

3. Найдем работу, совершенную двигателем за 20 секунд:
\(W = F \cdot s\),
где \(W\) - работа, \(F\) - сила, \(s\) - перемещение.

Учитывая, что сила тяги и сила сопротивления направлены в противоположных направлениях, работа, совершенная двигателем, будет равна разности работ этих двух сил:
\(W = (F_{\text{тяги}} - F_{\text{сопр}}) \cdot s\).

4. Подставим известные значения в формулу:
\(W = (6000 \, \text{Н} - 600 \, \text{Н}) \cdot s\).

5. Найдем перемещение автомобиля по формуле равноускоренного движения:
\(s = v_0 \cdot t + \frac{1}{2} \cdot a \cdot t^2\),
где \(s\) - перемещение, \(v_0\) - начальная скорость (равна 0 в данном случае), \(a\) - ускорение, \(t\) - время.

Подставляем известные значения:
\(s = 0 \cdot 20 + \frac{1}{2} \cdot 2 \cdot 20^2\).

6. Вычисляем перемещение:
\(s = 200 \, \text{м}\).

7. Подставим найденные значения в ранее полученную формулу для работы:
\(W = (6000 \, \text{Н} - 600 \, \text{Н}) \cdot 200 \, \text{м}\).

8. Вычисляем работу:
\(W = 1080000 \, \text{Дж}\).

9. Теперь можно рассчитать среднюю мощность:
\(P = \frac{1080000 \, \text{Дж}}{20 \, \text{сек}}\).

10. Вычисляем среднюю мощность:
\(P = 54000 \, \text{Вт}\).

Таким образом, средняя мощность, создаваемая двигателем за указанный период времени, составит 54000 Вт.