Кинетическая энергия автомобиля должна сравняться с работой силы трения.
Значит, (mv^2)/2=Fs
отсюда выразим s
s=mv^2/2F
раскроем силу трения
s=mv^2/2uN
s=mv^2/2um
s=v^2/2u
но прежде чем теперь подставлять числа, нужно перевести скорость в систему СИ
72км/ч=20м/c
s=400/1.4
<span>s=285м</span>
Двигатель совершает работу по разгону и предолению сил трения. При этом ему помогает и сила тяжести.
Для начала определим пройденный путь. Если считать движение автомобиля равноускоренным, то это его ускорение можно сосчитать элементарно (разница скоростей, делённая на 6 секунд) . Зная ускорение и начальную скорость, опять же по простенькой формуле s = at²/2+vt можно найти пройденный путь.
Теперь найдём, какая сила нужна, чтобы автомобиль ехал с этим ускорением. Это тоже не штука, поскольку масса его известна, то есть просто перемножаем массу и ускорение.
Теперь надо найти силу трения. Это тоже просто - она равна весу, умноженному на коэффициент трения, и на косинус угла наклона (напомню на всякий случай, что вес - это не масса...) .
А теперь смотрим на баланс энергии. В верхней точки горки у автомобиля была потенциальная энергия, равная mgs sin 15 градусов (сами сообразите почему) , и какая-то кинетическая. В самом низу - только кинетическая, но уже другая, побольше. Плюс на пути s под действием силы тяги совершена работа против сил трения. Вот из этого баланса энергий и можно найти работу двигателя.
Для нижнего тела m1*a = T - m1*g
для верхнего тела m2*a = F -T - m2*g
F - ? T - ?
************
m1*a = T - m1*g
m2*a = F -T - m2*g
******** первое уравнение оставим без изменений. ко второму добавим первое
m1*a = T - m1*g
(m1+m2)*a = F - (m1+m2)*g
********
T=m1*(g+а)=2*(7+10)=34 Н
F=(m1+m2)*(a +g)=(2+3)*(7+10)=85 Н