Тіло рухається відносно рухомої системи відліку зі швидкістю 0,2с, а відносно нерухомої — зі швидкістю 0,8с, де с — швидкість поширення світла у вакуумі. З якою швидкістю рухається система відліку відносно нерухомої системи
Для визначення прискорення руху вантажу, спочатку потрібно визначити силу, що діє на нього.
Визначимо силу тяжіння, яка дорівнює масі вантажу, помноженій на прискорення вільного падіння (9,8 м/с²):
Fтяж = m * g
Fтяж = 0,5 т * 9,8 м/с²
Fтяж = 4,9 кН
Розглянемо сили, які впливають на вантаж. Перше - сила тяжіння (Fтяж), яка спрямована вертикально вниз. Друге - сила, що виникає через жорсткість тросу (Fжорсткість), яка спрямована вертикально вгору. І третє - горизонтальна сила тертя (Fтертя), яка спрямована протилежно напрямку руху.
Розглянемо силу, що виникає через жорсткість тросу. Залежність між силою жорсткості тросу (Fжорсткість) і видовженням тросу (Δl) описується законом Гука:
Fжорсткість = k * Δl,
де k - коефіцієнт жорсткості тросу, Δl - видовження тросу.
Перетворимо видовження тросу в одиниці метра:
Δl = 22 мм = 0,022 м
Тоді:
Fжорсткість = 12 кН/м * 0,022 м
Fжорсткість = 0,264 кН
Знайдемо силу тертя, використовуючи коефіцієнт тертя (μ) і силу нормального тиску (Fнорм):
Fтертя = μ * Fнорм.
Оскільки вантаж рухається по горизонталі, сила нормального тиску дорівнює силі тяжіння:
Fнорм = Fтяж = 4,9 кН.
Тоді:
Fтертя = 0,04 * 4,9 кН
Fтертя = 0,196 кН.
Застосуємо другий закон Ньютона для руху з прискоренням:
ΣF = m * a,
де ΣF - сума сил, m - маса, a - прискорення.
ΣF = Fжорсткість - Fтертя
= 0,264 кН - 0,196 кН
= 0,068 кН.
0,068 кН = 0,5 т * a,
a = 0,068 кН / 0,5 т
a = 0,136 м/с².
Таким чином, вантаж рухається з прискоренням 0,136 м/с².
Для визначення прискорення руху вантажу, спочатку потрібно визначити силу, що діє на нього.
Визначимо силу тяжіння, яка дорівнює масі вантажу, помноженій на прискорення вільного падіння (9,8 м/с²):
Fтяж = m * g
Fтяж = 0,5 т * 9,8 м/с²
Fтяж = 4,9 кН
Розглянемо сили, які впливають на вантаж. Перше - сила тяжіння (Fтяж), яка спрямована вертикально вниз. Друге - сила, що виникає через жорсткість тросу (Fжорсткість), яка спрямована вертикально вгору. І третє - горизонтальна сила тертя (Fтертя), яка спрямована протилежно напрямку руху.
Розглянемо силу, що виникає через жорсткість тросу. Залежність між силою жорсткості тросу (Fжорсткість) і видовженням тросу (Δl) описується законом Гука:
Fжорсткість = k * Δl,
де k - коефіцієнт жорсткості тросу, Δl - видовження тросу.
Перетворимо видовження тросу в одиниці метра:
Δl = 22 мм = 0,022 м
Тоді:
Fжорсткість = 12 кН/м * 0,022 м
Fжорсткість = 0,264 кН
Знайдемо силу тертя, використовуючи коефіцієнт тертя (μ) і силу нормального тиску (Fнорм):
Fтертя = μ * Fнорм.
Оскільки вантаж рухається по горизонталі, сила нормального тиску дорівнює силі тяжіння:
Fнорм = Fтяж = 4,9 кН.
Тоді:
Fтертя = 0,04 * 4,9 кН
Fтертя = 0,196 кН.
Застосуємо другий закон Ньютона для руху з прискоренням:
ΣF = m * a,
де ΣF - сума сил, m - маса, a - прискорення.
ΣF = Fжорсткість - Fтертя
= 0,264 кН - 0,196 кН
= 0,068 кН.
0,068 кН = 0,5 т * a,
a = 0,068 кН / 0,5 т
a = 0,136 м/с².
Таким чином, вантаж рухається з прискоренням 0,136 м/с².
Дано:
Вага вагонетки (W) = 20 кН (кілоньютон)
Відстань переміщення (d) = 30 м (метр)
Сила тертя (Fт) = 0,0040 * W (ваги вагонетки)
Переведення одиниць:
1 кН = 1000 Н (ньютон)
Формула:
Робота (W) = сила (F) * відстань (d)
В даному випадку, робота (W) буде визначатись як робота сили тертя (Fт), оскільки саме вона виконує роботу при переміщенні вагонетки.
Робота (W) = Fт * d
Виразимо силу тертя (Fт) через вагу вагонетки (W):
Fт = 0,0040 * W
Підставимо значення сили тертя в формулу роботи:
W = (0,0040 * W) * d
Розв'яжемо рівняння:
W = 0,0040 * W * 30
Розділимо обидві частини на W:
1 = 0,0040 * 30
Обчислимо значення:
1 = 0,12
Отже, робота, яку виконується при переміщенні вагонетки, дорівнює 0,12 Дж (джоулів).