Для того чтобы решить задачу, воспользуемся вторым законом Ньютона, который говорит, что сумма сил, действующих на тело, равна произведению его массы на ускорение:
\[ F_{\text{результирующая}} = m \cdot a \]
Где \( F_{\text{результирующая}} \) — это результирующая сила, \( m \) — масса автомашины, и \( a \) — ускорение.
Шаг 1: Найдем ускорение автомашины \( a \).
Для начала вычислим результирующую силу. Она равна разности силы тяги и силы сопротивления:
\[ F_{\text{результирующая}} = F_{\text{тяги}} - F_{\text{сопротивления}} \]
Подставим известные значения:
\[ F_{\text{результирующая}} = 2300 \, \text{Н} - 552 \, \text{Н} = 1748 \, \text{Н} \]
Теперь, чтобы найти ускорение, применим формулу для ускорения, которая также может быть записана как:
\[ a = \frac{F_{\text{результирующая}}}{m} \]
Сначала найдем изменение скорости \( \Delta v \) в единицах СИ:
Изменение скорости:
- Начальная скорость \( v_1 = 36 \, \text{км/ч} = \frac{36 \times 1000}{3600} = 10 \, \text{м/с} \)
- Конечная скорость \( v_2 = 45 \, \text{км/ч} = \frac{45 \times 1000}{3600} = 12.5 \, \text{м/с} \)
- Изменение скорости \( \Delta v = v_2 - v_1 = 12.5 - 10 = 2.5 \, \text{м/с} \)
Теперь найдем ускорение \( a \) по формуле: \[ a = \frac{\Delta v}{\Delta t} \] Где \( \Delta t = 2.2 \, \text{с} \):
\[ a = \frac{2.5 \, \text{м/с}}{2.2 \, \text{с}} \approx 1.14 \, \text{м/с}^2 \]
Шаг 2: Найдем массу автомашины \( m \).
Используем известные значения для нахождения массы:
\[ m = \frac{F_{\text{результирующая}}}{a} \]
Подставляем известные значения:
\[ m = \frac{1748 \, \text{Н}}{1.14 \, \text{м/с}^2} \approx 1530.7 \, \text{кг} \]
Округляя до целых, получаем \( m \approx 1531 \, \text{кг} \).
Ответ:
- Ускорение \( a \approx 1.14 \, \text{м/с}^2 \)
- Масса \( m \approx 1531 \, \text{кг} \)
