Вагон массой m = 20 т движется с начальной скоростью v0 = 54 км/ч. Найти среднюю силу F, действующую на вагон, если известно, что вагон останавливается в течение времени: а) t = 1 мин 40 с; б) t = 10 с; в) t = 1 с.

m = 20 т = 20000 кг.

V0 = 54 км/ч = 15 м/с.

V = 0 м/с.

tа = 1 мин 40 с = 100 с.

tб = 10 с.

tв = 1 с.

Fа - ?

Fб - ?

Fв - ?

Согласно 2 закону Ньютона, сила F, которая действует на тело, равна произведению массы тела m на его ускорение а: F = m * а.

Ускорение а при торможении вагона выразим формулой: а = (V0 - V) / t. Так как вагон в конце своего движения остановился, то V = 0 м/с, формула примет вид: а = V0 / t.

Формула для определения средней силы F примет вид: F = m * V0 / t.

Fа = m * V0 / tа.

Fа = 20000 кг * 15 м/с / 100 с = 3000 Н.

Fб = m * V0 / tб.

Fб = 20000 кг * 15 м/с / 10 с = 30000 Н.

Fв = m * V0 / tв.

Fв = 20000 кг * 15 м/с / 1 с = 300000 Н.

Ответ: Fа = 3000 Н, Fб = 30000 Н, Fв = 300000 Н.