Может ли автомобиль двигаться равномерно по горизонтальному участку с выключенным двигателем

Может ли автомобиль двигаться равномерно по горизонтальному шоссе с выключенным двигателем?

Ответ или решение 3

Понятие равномерного движения

Под равномерным движением понимают движение, при котором наблюдаемый объект движется с постоянной скоростью. Различают равномерное прямолинейное движение и равномерное движение по окружности (при котором скорость тела неизменна по модулю, но изменяется по направлению).

Условием равномерного прямолинейного движения является равенство нулю суммы действующих на тело сил.

Действующие на автомобиль силы

Рассмотрим силы, действующие на автомобиль, движущийся по шоссе. Это будут:

Поскольку автомобиль движется по горизонтальному шоссе, сила тяжести направлена по нормали к вектору его скорости и не может повлиять на нее. Казалось бы, автомобиль с выключенным двигателем может двигаться равномерно. Однако на автомобиль действуют силы трения со стороны набегающего воздуха, потери на внутреннее трение в механизмах и сопротивление качению, связанная с деформацией покрышек при контакте с дорожным покрытием. Все перечисленные факторы работают на замедление автомобиля, таким образом, появляется отрицательное ускорение и автомобиль с выключенным двигателем не перемещается равномерно, а замедляется.

При выключенном двигателе автомобиль не может двигаться равномерно прямолинейно согласно 1 закона Ньютона.

1 закон Ньютона гласит, что тело может находится в состоянии равномерного прямолинейного движения или покоя, если на него не действуют силы или действия всех сил скомпенсированы.

На автомобиль, с выключенным двигателем, действует только одна сила трения колес о поверхность дороги. Автомобиль будет двигаться с ускорением.

Источник

Может ли автомобиль двигаться равномерно по горизонтальному участку с выключенным двигателем

Поскольку трением можно пренебречь, для автомобиля выполняется закон сохранения полной механической энергии. Кинетическая энергия поступательного движения автомобиля переходит в потенциальную. Высота, на которую автомобиль успевает подняться до полной остановки определяется из условия Отсюда находим, что

Следовательно, расстояние, которое автомобиль проедет вверх по склону горы до полной остановки, равно

Объясните пожалуйста, если Вас не затруднит, почему расстояние S находим именно делением высоты на синус 30 градусов?

Добрый день! Не затруднит 🙂

Из точки, в которой остановится опускаем перпендикуляр к горизонтальной поверхности. Рассмотрим прямоугольный треугольник, который образован нашим перпендикуляром, горизонтальной и наклонной поверхностями. Из закона сохранения энергии мы находим высоту , на которую забирается по плоскости автомобиль, это длина вертикального катета, а нам нужно определить, какой путь автомобиль преодолел по плоскости, то есть гипотенузу этого треугольника . По определению синуса, синус угла наклона плоскости равен .

Отсюда,

Почему при на­хож­де­нии высоты не учи­ты­ва­ет­ся угол наклона? Получается, что при любом угле на­кло­на высота подъ­ема будет одна и та же?

Да, вы­со­та подъ­ёма не зависит от угла на­кло­на.

Источник

Может ли автомобиль двигаться равномерно по горизонтальному участку с выключенным двигателем

Поскольку трением можно пренебречь, для автомобиля выполняется закон сохранения полной механической энергии. Кинетическая энергия поступательного движения автомобиля переходит в потенциальную. Высота, на которую автомобиль успевает подняться до полной остановки определяется из условия Отсюда находим, что

Следовательно, расстояние, которое автомобиль проедет вверх по склону горы до полной остановки, равно

Объясните пожалуйста, если Вас не затруднит, почему расстояние S находим именно делением высоты на синус 30 градусов?

Добрый день! Не затруднит 🙂

Из точки, в которой остановится опускаем перпендикуляр к горизонтальной поверхности. Рассмотрим прямоугольный треугольник, который образован нашим перпендикуляром, горизонтальной и наклонной поверхностями. Из закона сохранения энергии мы находим высоту , на которую забирается по плоскости автомобиль, это длина вертикального катета, а нам нужно определить, какой путь автомобиль преодолел по плоскости, то есть гипотенузу этого треугольника . По определению синуса, синус угла наклона плоскости равен .

Отсюда,

Почему при на­хож­де­нии высоты не учи­ты­ва­ет­ся угол наклона? Получается, что при любом угле на­кло­на высота подъ­ема будет одна и та же?

Да, вы­со­та подъ­ёма не зависит от угла на­кло­на.

Источник