Для начала найдем ускорение трактора и прицепа. Из условия задачи известно, что масса прицепа составляет 2 тонны (2000 кг), трактор двигался равноускоренно, преодолев путь 400 м за 50 с. Для начала найдем ускорение ( a ) по формуле для равноускоренного движения, где путь ( s ) выражается через время ( t ) и ускорение ( a ) следующим образом:
[ s = \frac{at^2}{2} ]
Подставляя известные значения:
[ 400 = \frac{a \cdot 50^2}{2} ]
[ 400 = \frac{a \cdot 2500}{2} ]
[ 400 = 1250a ]
[ a = \frac{400}{1250} = 0.32 \text{ м/с}^2 ]
Теперь, когда мы нашли ускорение ( a ), можно перейти к определению усилия в буксировочном тросе. Сила, которая действует на прицеп и вызывается тросом, равна:
[ F = m \cdot a ]
[ F = 2000 \cdot 0.32 = 640 \text{ Н} ]
Теперь, когда мы знаем силу ( F ), можно найти удлинение троса ( \Delta L ), используя жесткость ( k ):
[ F = k \cdot \Delta L ]
[ \Delta L = \frac{F}{k} = \frac{640}{2 \times 10^6} = 0.00032 \text{ м} = 0.32 \text{ мм} ]
Таким образом, ускорение буксировочного троса можно считать равным ускорению прицепа, так как трос не оказывает на прицеп дополнительное влияние, кроме передачи усилия от трактора. Ускорение троса и прицепа одинаково и составляет ( 0.32 \text{ м/с}^2 ).