Динамика — Задание 20 ОГЭ по физике №00040421

Работа силы известна, а расстояние — нет. Значит, надо найти саму силу тяги, а потом достать путь из формулы работы.

Ключевое слово — «равномерно». Автомобиль движется с постоянной скоростью по прямой, значит ускорения нет и все силы уравновешены. По горизонтали на автомобиль действуют две силы: сила тяги вперёд и сила трения назад. Раз они уравновешены, то

$$F_{\text{тяги}}=F_{\text{тр}}.$$

Шаг 1. Сила трения. Сила трения скольжения пропорциональна прижимающей силе: $F_{\text{тр}}=\mu N$. Поверхность горизонтальная и по вертикали автомобиль в равновесии, поэтому $N=mg$.

$$F_{\text{тр}}=\mu mg.$$

Переводим массу: $m=1{,}2\ \text{т}=1200$ кг. Берём $g=10\ \text{м/с}^{2}$, $\mu=0{,}1$.

$F_{\text{тр}}=0{,}1\cdot1200\cdot10=1200\ \text{Н}$.

Шаг 2. Работа и путь. Работа постоянной силы, направленной вдоль перемещения:

$$A=Fs\ \Rightarrow\ s=\dfrac{A}{F_{\text{тяги}}}.$$

Переводим работу в джоули: $A=960\ \text{кДж}=960\,000$ Дж.

$$s=\dfrac{960\,000}{1200}=800\ \text{м}.$$

Единой формулой: $s=\dfrac{A}{\mu mg}$.

Почему не нужна скорость. Автомобиль мог ехать быстро или медленно — на ответ это не влияет: сила тяги при равномерном движении одна и та же, а работа зависит только от силы и пройденного пути.