На який час триває процес розгону мотоцикліста, коли він стартує з місця та прискорюється на горизонтальній ділянці дороги довжиною 250 метрів з коефіцієнтом опору руху 0,04? Яка швидкість досягається мотоциклістом? Врахуйте, що маса мотоцикла з мотоциклістом становить 180 кілограмів.
Vinni
Для розв"язання цієї задачі ми можемо використати другий закон Ньютона, який говорить про зв"язок між силою, масою тіла та прискоренням.
1. Спочатку знайдемо силу опору руху (Fоп) за формулою:
\[Fоп = коефіцієнт\_опору \times маса\_системи \times прискорення\_свободного\_падіння\]
Підставляючи дані до формули, отримуємо:
\[Fоп = 0,04 \times 180 \times 9,8\, м/с^2 = 70,56\, Н\]
2. Знаходимо силу прискорення (Fпр) за формулою:
\[Fпр = маса\_системи \times прискорення\]
Підставляючи дані до формули, отримуємо:
\[Fпр = 180 \times прискорення\, (1)\]
3. Використовуючи другий закон Ньютона:
\[Fпр - Fоп = маса\_системи \times прискорення\_свободного\_падіння\]
Підставляємо значення сили прискорення (з кроку 2) та сили опору руху (70,56 Н), отримуємо:
\[180 \times прискорення - 70,56 = 180 \times 9,8\]
4. Розв"язуємо це рівняння для знаходження прискорення:
\[180 \times прискорення = 1764\]
\[прискорення = \frac{1764}{180} \approx 9,8\, м/с^2\]
5. Знаходимо час розгону (t) за формулою:
\[t = \frac{швидкість}{прискорення}\]
Підставляємо значення швидкості та прискорення, отримані з попередніх кроків:
\[t = \frac{швидкість}{9,8}\]
Так як мотоцикліст починає з розгону з місця, то його початкова швидкість \(v_0\) дорівнює 0 м/с. Тому швидкість \(v\) мотоцикліста становитиме лише \(v\).
6. Підставляємо задані дані:
\[250 = \frac{v}{9,8}\]
Вирішуємо рівняння для знаходження швидкості:
\[v = 250 \times 9,8 \approx 2450\, м/с\]
Отже, швидкість досягається мотоциклістом становить приблизно 2450 м/с.
7. Щоб знайти час розгону, підставимо значення швидкості \(2450\, м/с\) і прискорення \(9,8\, м/с^2\) у формулу \(t = \frac{швидкість}{прискорення}\):
\[t = \frac{2450}{9,8} \approx 250\, с\]
Отже, процес розгону мотоцикліста триває приблизно 250 секунд.
Цей відповідь має всі необхідні розрахунки та обгрунтування, щоб бути зрозумілим для школяра.
1. Спочатку знайдемо силу опору руху (Fоп) за формулою:
\[Fоп = коефіцієнт\_опору \times маса\_системи \times прискорення\_свободного\_падіння\]
Підставляючи дані до формули, отримуємо:
\[Fоп = 0,04 \times 180 \times 9,8\, м/с^2 = 70,56\, Н\]
2. Знаходимо силу прискорення (Fпр) за формулою:
\[Fпр = маса\_системи \times прискорення\]
Підставляючи дані до формули, отримуємо:
\[Fпр = 180 \times прискорення\, (1)\]
3. Використовуючи другий закон Ньютона:
\[Fпр - Fоп = маса\_системи \times прискорення\_свободного\_падіння\]
Підставляємо значення сили прискорення (з кроку 2) та сили опору руху (70,56 Н), отримуємо:
\[180 \times прискорення - 70,56 = 180 \times 9,8\]
4. Розв"язуємо це рівняння для знаходження прискорення:
\[180 \times прискорення = 1764\]
\[прискорення = \frac{1764}{180} \approx 9,8\, м/с^2\]
5. Знаходимо час розгону (t) за формулою:
\[t = \frac{швидкість}{прискорення}\]
Підставляємо значення швидкості та прискорення, отримані з попередніх кроків:
\[t = \frac{швидкість}{9,8}\]
Так як мотоцикліст починає з розгону з місця, то його початкова швидкість \(v_0\) дорівнює 0 м/с. Тому швидкість \(v\) мотоцикліста становитиме лише \(v\).
6. Підставляємо задані дані:
\[250 = \frac{v}{9,8}\]
Вирішуємо рівняння для знаходження швидкості:
\[v = 250 \times 9,8 \approx 2450\, м/с\]
Отже, швидкість досягається мотоциклістом становить приблизно 2450 м/с.
7. Щоб знайти час розгону, підставимо значення швидкості \(2450\, м/с\) і прискорення \(9,8\, м/с^2\) у формулу \(t = \frac{швидкість}{прискорення}\):
\[t = \frac{2450}{9,8} \approx 250\, с\]
Отже, процес розгону мотоцикліста триває приблизно 250 секунд.
Цей відповідь має всі необхідні розрахунки та обгрунтування, щоб бути зрозумілим для школяра.
Знаешь ответ?