5. По наклонной плоскости длиной 25 ми высотой 10 м подни- мается тело с ускорением 25 см/с2. Какова в этом случае сила тяги, если коэффициент сопротивления движению составляет 0,2? Масса тела равна 51 кг.
Добрый день! Отлично, давайте разберемся вместе с этой задачей.
Для начала, у нас есть наклонная плоскость длиной 25 м и высотой 10 м. Тело поднимается по этой плоскости со скоростью ускорения 25 см/с². Мы хотим узнать силу тяги, при условии, что коэффициент сопротивления движению составляет 0,2, а масса тела равна 51 кг.
Шаг 1: Обозначим данные величины:
Длина плоскости (l) = 25 м
Высота плоскости (h) = 10 м
Ускорение (a) = 25 см/с²
Коэффициент сопротивления (k) = 0,2
Масса тела (m) = 51 кг
Шаг 2: Найдем угол наклона плоскости.
Для этого воспользуемся тригонометрией. У нас есть прямоугольный треугольник, где гипотенуза - это длина плоскости (l), а противоположный катет - это высота плоскости (h).
Тангенс угла (α) наклона плоскости можно найти по формуле: тангенс α = h / l
тангенс α = 10 / 25 = 0,4
Шаг 3: Найдем значение ускорения по оси, параллельной наклонной плоскости.
Ускорение по этой оси (a') можно найти по формуле: a' = a · sin α
a' = 25 см/с² · sin(α)
a' = 25 см/с² · 0,4
a' = 10 см/с²
Шаг 4: Найдем силу сопротивления, действующую на тело вдоль наклонной плоскости.
Сила сопротивления (Fс) можно найти по формуле: Fс = k · m · g
где k - коэффициент сопротивления, m - масса тела, g - ускорение свободного падения (9,8 м/с²).
Fс = 0,2 · 51 кг · 9,8 м/с²
Fс = 100,98 Н (округлим до сотых)
Шаг 5: Найдем силу тяги, которая компенсирует силу сопротивления и направлена вдоль наклонной плоскости.
Сила тяги (Fт) можно найти по формуле: Fт = m · a'
Fт = 51 кг · 10 см/с²
Поскольку у нас разные единицы измерения (кг и см/с²), приведем их к одному виду. Ускорение в м/с² можно найти, разделив значение в см/с² на 100.
Fт = 51 кг · (10 см/с² / 100)
Fт = 5,1 кг · м/с²
Ответ:
Сила тяги (Fт) равна 5,1 кг · м/с² или 5,1 Н.
Обоснование ответа:
Масса тела не является решающим фактором в данной задаче. Движение тела по наклонной плоскости влияет сила сопротивления и угол наклона плоскости. Мы использовали законы тригонометрии для определения угла наклона и действующей силы вдоль плоскости. Коэффициент сопротивления позволяет учесть влияние трения и силы, противодействующей движению. В итоге, суммарная сила тяги должна быть равной силе сопротивления, чтобы обеспечить движение тела по наклонной плоскости.
Для начала, у нас есть наклонная плоскость длиной 25 м и высотой 10 м. Тело поднимается по этой плоскости со скоростью ускорения 25 см/с². Мы хотим узнать силу тяги, при условии, что коэффициент сопротивления движению составляет 0,2, а масса тела равна 51 кг.
Шаг 1: Обозначим данные величины:
Длина плоскости (l) = 25 м
Высота плоскости (h) = 10 м
Ускорение (a) = 25 см/с²
Коэффициент сопротивления (k) = 0,2
Масса тела (m) = 51 кг
Шаг 2: Найдем угол наклона плоскости.
Для этого воспользуемся тригонометрией. У нас есть прямоугольный треугольник, где гипотенуза - это длина плоскости (l), а противоположный катет - это высота плоскости (h).
Тангенс угла (α) наклона плоскости можно найти по формуле: тангенс α = h / l
тангенс α = 10 / 25 = 0,4
Шаг 3: Найдем значение ускорения по оси, параллельной наклонной плоскости.
Ускорение по этой оси (a') можно найти по формуле: a' = a · sin α
a' = 25 см/с² · sin(α)
a' = 25 см/с² · 0,4
a' = 10 см/с²
Шаг 4: Найдем силу сопротивления, действующую на тело вдоль наклонной плоскости.
Сила сопротивления (Fс) можно найти по формуле: Fс = k · m · g
где k - коэффициент сопротивления, m - масса тела, g - ускорение свободного падения (9,8 м/с²).
Fс = 0,2 · 51 кг · 9,8 м/с²
Fс = 100,98 Н (округлим до сотых)
Шаг 5: Найдем силу тяги, которая компенсирует силу сопротивления и направлена вдоль наклонной плоскости.
Сила тяги (Fт) можно найти по формуле: Fт = m · a'
Fт = 51 кг · 10 см/с²
Поскольку у нас разные единицы измерения (кг и см/с²), приведем их к одному виду. Ускорение в м/с² можно найти, разделив значение в см/с² на 100.
Fт = 51 кг · (10 см/с² / 100)
Fт = 5,1 кг · м/с²
Ответ:
Сила тяги (Fт) равна 5,1 кг · м/с² или 5,1 Н.
Обоснование ответа:
Масса тела не является решающим фактором в данной задаче. Движение тела по наклонной плоскости влияет сила сопротивления и угол наклона плоскости. Мы использовали законы тригонометрии для определения угла наклона и действующей силы вдоль плоскости. Коэффициент сопротивления позволяет учесть влияние трения и силы, противодействующей движению. В итоге, суммарная сила тяги должна быть равной силе сопротивления, чтобы обеспечить движение тела по наклонной плоскости.