Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 14027
2020-04-10 
Автомобиль, у которого все колеса ведущие, равномерно движется по прямолинейной горизонтальной дороге. Пусть все колеса находятся в одинаковых условиях, т. е. на каждое из них приходится одинаковая нагрузка и к каждому подводится одинаковая мощность. Тогда, если $\vec{F}$ - горизонтальная сила, действующая со стороны дороги на каждое колесо, то $4 \vec{F} = m \vec{a}$, где $m$ - масса автомобиля, $\vec{a}$ - его ускорение (сопротивлением воздуха пренебрегаем). Но так как автомобиль движется равномерно, то $\vec{a} = 0$. Однако, с другой стороны, сила $4 \vec{F}$ - сила тяги, и поэтому $4| \vec{F} | \cdot | \vec{v}| = N$, где $N$ - мощность автомобиля, a $\vec{v}$ - его скорость. Следовательно, $| \vec{F} | = \frac{N}{4 | \vec{v} | }$, т. е. $\vec{F} \neq 0$,
Кроме того, если $\vec{F} \neq 0$, то сила $\vec{R}$ (рис.), действующая на колесо со стороны дороги, вертикальна и не создает вращающего момента относительно центра колеса. Но так как к колесу приложен вращающий момент $M$ со стороны двигателя, то оно должно вращаться ускоренно, а это противоречит тому, что автомобиль движется равномерно.
Какое из рассуждений справедливо?
Решение:
В формуле $N = | \vec{F} | \cdot | \vec{v} |$ под $N$ понимается мощность, развиваемая силой $\vec{F}$, а под $\vec{v}$ - скорость точки приложения силы.
В равенстве $N = 4 | \vec{F}| \cdot | \vec{v}| F$ - сила, приложенная к ободу колеса, $\vec{v}$ - скорость центра колеса и $N$ - мощность сил, приложенных к колесам со стороны двигателя. Поэтому равенство $4 | \vec{F} | \cdot | \vec{v} | = N$ неверно.
Что касается второго противоречия, то линия действия силы проходит не так, как показано на рисунке, а несколько левее, т. е. впереди центра колеса (колесо касается дороги по некоторой площадке). Момент этой силы относительно центра О направлен по часовой стрелке и уравновешивает момент М, приложенный к колесу со стороны двигателя.
Автомобиль, у которого все колеса ведущие, равномерно движется по прямолинейной горизонтальной дороге. Пусть все колеса находятся в одинаковых условиях, т. е. на каждое из них приходится одинаковая нагрузка и к каждому подводится одинаковая мощность. Тогда, если $\vec{F}$ - горизонтальная сила, действующая со стороны дороги на каждое колесо, то $4 \vec{F} = m \vec{a}$, где $m$ - масса автомобиля, $\vec{a}$ - его ускорение (сопротивлением воздуха пренебрегаем). Но так как автомобиль движется равномерно, то $\vec{a} = 0$. Однако, с другой стороны, сила $4 \vec{F}$ - сила тяги, и поэтому $4| \vec{F} | \cdot | \vec{v}| = N$, где $N$ - мощность автомобиля, a $\vec{v}$ - его скорость. Следовательно, $| \vec{F} | = \frac{N}{4 | \vec{v} | }$, т. е. $\vec{F} \neq 0$,
Кроме того, если $\vec{F} \neq 0$, то сила $\vec{R}$ (рис.), действующая на колесо со стороны дороги, вертикальна и не создает вращающего момента относительно центра колеса. Но так как к колесу приложен вращающий момент $M$ со стороны двигателя, то оно должно вращаться ускоренно, а это противоречит тому, что автомобиль движется равномерно.
Какое из рассуждений справедливо?
Решение:
В формуле $N = | \vec{F} | \cdot | \vec{v} |$ под $N$ понимается мощность, развиваемая силой $\vec{F}$, а под $\vec{v}$ - скорость точки приложения силы.
В равенстве $N = 4 | \vec{F}| \cdot | \vec{v}| F$ - сила, приложенная к ободу колеса, $\vec{v}$ - скорость центра колеса и $N$ - мощность сил, приложенных к колесам со стороны двигателя. Поэтому равенство $4 | \vec{F} | \cdot | \vec{v} | = N$ неверно.
Что касается второго противоречия, то линия действия силы проходит не так, как показано на рисунке, а несколько левее, т. е. впереди центра колеса (колесо касается дороги по некоторой площадке). Момент этой силы относительно центра О направлен по часовой стрелке и уравновешивает момент М, приложенный к колесу со стороны двигателя.
