Чтобы найти массу автомобиля, нужно воспользоваться вторым законом Ньютона и формулой для расчета ускорения.
- Расчет ускорения: Сначала переведем скорость из км/ч в м/с: \[ 108 \text{ км/ч} = \frac{108000 \text{ м}}{3600 \text{ с}} = 30 \text{ м/с} \]
Теперь можем найти ускорение \( a \) автомобиля. Используем формулу: \[ a = \frac{\Delta v}{\Delta t} \] где \( \Delta v = 30 \text{ м/с} \) (конечная скорость) и \( \Delta t = 15 \text{ с} \). Подставим значения: \[ a = \frac{30 \text{ м/с}}{15 \text{ с}} = 2 \text{ м/с}^2 \]
- Сила и масса: Теперь применим второй закон Ньютона \( F = m \cdot a \). Сначала рассчитаем чистую действующую силу, которая приводит автомобиль в движение:
- Сила тяги двигателя: \( F_t = 2 \text{ кН} = 2000 \text{ Н} \)
- Сила сопротивления: \( F_r = 0.4 \text{ кН} = 400 \text{ Н} \)
Чистая сила \( F_{\text{чист}} \) будет равна: \[ F_{\text{чист}} = F_t - F_r = 2000 \text{ Н} - 400 \text{ Н} = 1600 \text{ Н} \]
- Нахождение массы: Теперь мы знаем чистую силу и ускорение. Подставим их в уравнение \( F = m \cdot a \): \[ 1600 \text{ Н} = m \cdot 2 \text{ м/с}^2 \] Решим уравнение для массы \( m \): \[ m = \frac{1600 \text{ Н}}{2 \text{ м/с}^2} = 800 \text{ кг} \]
Итак, масса автомобиля составляет 800 килограммов.