Т.к. сила торможения постоянная, то это равноускоренное движение (вектор ускорения направлен против вектора скорости, поэтому поезд тормозит).
Для равноускоренного движения пройденный путь S:
S = (|Vк² - Vн²|) / (2*a), где
Vк = 0 – конечная скорость (поезд остановился), м/с;
Vн = 20 м/с – начальная скорость;
a – модуль ускорения тела, м/с².
Отсюда ускорение:
a = (|Vк² - Vн²|) / (2*S)
a = (|0² - (20 м/с)²|) / (2*400 м)
a = 0,5 м/с²
По второму закону Ньютона сила торможения:
F = m*a, откуда масса поезда
m = F / a
m = (500000 Н) / (0,5 м/с²)
m = 10^6 кг (тысяча тонн)
Работа силы торможения отрицательна (т. к. сила торможения направлена против направления движения поезда) и определяется по формуле:
A = - F * S
A = - 500000 Н * 400 м
A = - 200 МДж.
y(t)=h-v0*t-0,5g*t^2; y(t)=0; 30-5*t-5*t^2=0; 6-t-t^2=0; (t+3)*(t-2)=0; t=2;
1. потенциальная энергия на высоте 2 метра равна E=mgh=3*10*2=60Дж
2. находим маким энергию E=mgH= 3*10*5=150Дж
3. по закону сохранения энергии киническая энергия на высоте 2 м будет равна разности энергий 150-60= 90Джэ
Движение равноускоренное S= V0t+at^2/2 V0=(2S-at^2)/2t. V0=(2*125-2*25)/10=20м/с