Задачи › Движение автомобиля: сцепление, мощность

Снегоход на разгоне

  1. Снегоход на разгоне

    «Шаг в будущее» 2022/23, 10–11 кл.
    6/10

    Снегоход разгоняется на прямой заснеженной трассе из состояния покоя. При разгоне мощность мотора снегохода растёт в зависимости от времени \(t\) по закону \(N = \alpha t\), где \(\alpha = 0{,}7\) кВт/с. Масса снегохода с сидящим на нём человеком \(m = 350\) кг. Коэффициент трения о снег \(\mu = 0{,}1\). Какую скорость приобретает снегоход через \(t = 15\) с после начала движения? Ускорение свободного падения \(g = 10\) м/с\(^2\). Ответ дайте в метрах в секунду (м/с), округлив его до целых.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Движение равноускоренное, так как сила тяги постоянна при \(v = at\). Запишите закон изменения энергии.

    Ответ

    \(15\) м/с.

    Решение

    Снегоход движется с постоянным ускорением \(a\): при \(F = \text{const}\) и \(v = at\) мощность \(N(t) = Fv = Fat\), работа силы тяги равна площади под графиком \(N(t)\): \(A_{\text{тяги}} = \dfrac{\alpha t^2}{2}\). Закон изменения энергии: \(\dfrac{\alpha t^2}{2} - \mu m g s = \dfrac{mv^2}{2}\), где \(s = \dfrac{at^2}{2}\), \(v = at\). Получаем квадратное уравнение \(ma^2 + \mu m g a - \alpha = 0\). Физичен только положительный корень: \(a = \dfrac{-\mu m g + \sqrt{\mu^2 m^2 g^2 + 4\alpha m}}{2m} = 1\) м/с\(^2\), откуда \(v = at = 15\) м/с.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи