Для решения данной задачи мы будем использовать законы Ньютона и основные принципы механики.
Первым шагом найдем силу F, с которой грузовая машина тянет автомашину.
Мы знаем, что перемещение равно 600 м, а время равно 0,5 минуты. Переведем время в секунды:
t = 0,5 мин = 0,5 * 60с = 30с
Также мы знаем, что существует сила трения Fᵣ, которая препятствует движению грузовой машины и автомашины. Сила трения равна произведению коэффициента трения μ на нормальную силу N:
Fᵣ = μ * N
В данной задаче грузовая машина-буксир тянет автомашину по гладкому дорожному покрытию, поэтому сила трения будет равна нулю:
Fᵣ = 0
Тогда сила F равна нулю и скорость bуксируемой машины будет постоянной:
F = m * a
где m - масса буксируемой автомашины, а - ускорение.
Также, используя закон Гука для упругой силы, мы можем найти связь между удлинением троса ΔL и силой F:
F = k * ΔL
где k - коэффициент упругости троса, ΔL - удлинение троса.
Мы знаем, что коэффициент упругости троса k равен 1,4 МН/м, а удлинение троса ΔL равно 2 мм. Переведем удлинение в метры:
ΔL = 2мм = 2 * 10⁻³м = 0,002м
Таким образом, у нас есть два уравнения:
F = m * a (1)
F = k * ΔL (2)
Теперь, чтобы найти массу m, мы можем сравнить уравнения (1) и (2):
m * a = k * ΔL
m = (k * ΔL) / a
Мы знаем, что скорость постоянна и равна перемещению на время:
b = ΔL / t
Для уравнения (1) получаем:
m * a = (k * b * t) / a
m * a² = k * b * t
m = (k * b * t) / a²
Теперь найдем ускорение a с использованием уравнения движения:
b = a * t
a = b / t
Подставим a в последнее уравнение:
m = (k * b * t) / (b / t)²
Упростим выражение:
m = (k * b * t²) / b²
m = (k * t²) / b
Теперь, когда у нас есть все необходимые значения, можем подставить и рассчитать массу буксируемой автомашины:
m = (1,4 МН/м * (0,5м / 30с)²) / (0,5м / 30с)
Переведем все значения в систему СИ:
m = (1,4 * 10⁶ Н/м * (0,5 / 30)²) / (0,5 / 30)
m ≈ 1,1667 * 10⁴ кг
Таким образом, масса буксируемой автомашины составляет примерно 1,1667 * 10³ кг или 11667 кг.