Zadanie 16. Hamowanie autobusu

Autobus o masie 2000 kg, ruszając z przystanku osiągnął prędkość 54 km/h w czasie 15 s. Zakładając, że tarcie opon o podłoże i opór powietrza hamują samochód siłą o średniej wartości 200 N, oblicz wartość średniej siły działania silnika autobusu w czasie jego ruszania.

 

Wskazówka 1. Wypisz dane z treści zadania.

Odpowiedź 1.

W treści podano informację, że „autobus ruszając z przystanku…”, co oznacza, że jego prędkość początkowa w chwili t = 0 była równa zeru.

 

Wskazówka 2. Oblicz wartość przyspieszenia autobusu.

Odpowiedź 2. Znamy zmianę prędkości autobusu oraz przedział czasu w jakim nastąpiła, więc możemy wyliczyć przyspieszenie autobusu:

Wskazówka 3. Jak brzmi druga zasada dynamiki Newtona?

Odpowiedź 3. Siła wypadkowa  działająca na ciało o masie m jest równa iloczynowi masy tego ciała i jego przyspieszenia a, co zapisujemy:

 

Wskazówka 4. Czym jest siła wypadkowa?

Odpowiedź 4. Jest to wektorowa suma wszystkich sił działających na autobus.

 

Wskazówka 5. Oblicz wartość siły wypadkowej działającej na autobus.

Odpowiedź 5.

 

Wskazówka 6. Oblicz wartość średniej siły działania silnika autobusu w czasie jego ruszania.

Odpowiedź 6. Oznaczmy średnią siłę działania silnika autobusu w czasie jego ruszania jako  Wiemy, że siła wypadkowa to wektorowa suma wszystkich sił działających na autobus:

 

 i  mają ten sam kierunek i zwrot (przypuśćmy, że w prawo), a T ma zwrot przeciwny (w takim razie w lewo), dlatego, jeśli przepiszemy powyższe równanie, operując na wartościach, zapiszemy, że:

 

Wartość średniej siły działania silnika autobusu w czasie jego ruszania wyniosła 2200 N.

 

Literatura

1. Subieta Romuald, Fizyka zbiór zadań, WSiP, wyd. szóste, str. 101.