На рисунке 13.4 изображён график зависимости проекции скорости от времени для автомобиля массой 2 т, движущегося вдоль оси х. Чему равна равнодействующая приложенных к автомобилю сил?

Для определения равнодействующей сил, приложенных к автомобилю, воспользуемся вторым законом Ньютона:

где:

• $F$ — равнодействующая сил, Н;

• $m$ — масса автомобиля, кг;

• $a$ — ускорение автомобиля, м/с².

Дано:

Масса автомобиля:

Решение:

1. Определим ускорение автомобиля.

По графику зависимости проекции скорости от времени ускорение вычисляется по формуле:

Здесь $v_{1x}$ и $v_{2x}$ — проекции скорости в моменты времени $t_1$ и $t_2$.

2. Применим второй закон Ньютона.

Подставим массу автомобиля:

Модуль равнодействующей равен:

Если график скорости возрастает, равнодействующая направлена вдоль положительного направления оси $x$. Если убывает — в противоположную сторону. Если скорость постоянна, равнодействующая равна нулю.

Ответ:

Равнодействующая сил равна произведению массы автомобиля (2000 кг) на его ускорение, определяемое по наклону графика скорости.

Поскольку сам рисунок 13.4 в условии не представлен, определить точное числовое значение силы невозможно. Для окончательного расчёта нужны значения скорости и времени с графика.