Вагон массой m = 20 т движется с начальной скоростью v0 = 54 км/ч. Найти среднюю силу F , действующую на вагон, если известно, что вагон останавливается в течение времени: а) t = 1 мин 40 с; б) t = 10 с; в) t = 1 с.

m = 20 т = 20000 кг.

V0 = 54 км/ч = 15 м/с.

V = 0 м/с.

tа = 1 мин 40 с = 100 с.

tб = 10 с.

tв = 1 с.

Fа - ?

Fб - ?

Fв - ?

Согласно 2 закону Ньютона, сила F, которая действует на тело, равна произведению массы тела m на его ускорение а: F = m * а.

Ускорение а при торможении вагона выразим формулой: а = (V0 - V) / t. Так как вагон в конце своего движения остановился, то V = 0 м/с, формула примет вид: а = V0 / t.

Формула для определения средней силы F примет вид: F = m * V0 / t.

Fа = m * V0 / tа.

Fа = 20000 кг * 15 м/с / 100 с = 3000 Н.

Fб = m * V0 / tб.

Fб = 20000 кг * 15 м/с / 10 с = 30000 Н.

Fв = m * V0 / tв.

Fв = 20000 кг * 15 м/с / 1 с = 300000 Н.

Ответ: Fа = 3000 Н, Fб = 30000 Н, Fв = 300000 Н.

Вот задачи для самостоятельного решения (перевод и краткое описание): 1. Вагон массой 20 тонн движется равномерно с ускорением 9 м/с². Найти силу торможения, действующую на вагон. 2. Тело массой 3 кг падает в воздухе с ускорением 8 м/с². Найти силу сопротивления воздуха. 3. Груз массой 50 кг равнозамедленно поднимают вертикально вверх с помощью каната за 2 секунды на высоту 10 м. Определить силу натяжения каната. 4. Человек массой 70 кг поднимается в лифте, движущемся равномерно вертикально вверх с ускорением 1 м/с². Найти силу давления человека на пол кабины лифта. 5. Автомобиль с грузом массой 5 тонн проходит по выпуклому мосту со скоростью 21,6 км/ч. С какой силой он давит на середину моста, если радиус кривизны моста 50 м? 6. Летчик давит на сиденье кресла самолёта в нижней точке петли Нестерова силой 7100 Н. Масса летчика 80 кг, радиус петли 250 м. Определить скорость