Номер 434, страница 95 - гдз по физике 9 класс сборник задач Исаченкова, Дорофейчик

Решение

При движении автомобиля на него действуют две основные силы в горизонтальном направлении: сила тяги, создаваемая двигателем, и сила сопротивления движению, направленная в противоположную сторону.

Сила тяги ($F_{тяги}$) при постоянной подаче топлива может считаться примерно постоянной. Сила сопротивления ($F_{сопротивления}$) является суммой нескольких сил, главной из которых для движущегося автомобиля является сила аэродинамического сопротивления (сопротивления воздуха). Эта сила не постоянна, она значительно возрастает с увеличением скорости автомобиля (приблизительно пропорционально квадрату скорости, $F_{сопр. воздуха} \propto v^2$). Также существует сила трения качения колес о дорогу, которая меньше зависит от скорости.

Согласно второму закону Ньютона, ускорение тела ($a$) прямо пропорционально равнодействующей силе ($F_{равн}$) и обратно пропорционально его массе ($m$):

$a = \frac{F_{равн}}{m}$

Равнодействующая сила для автомобиля равна разности между силой тяги и силой сопротивления:

$F_{равн} = F_{тяги} - F_{сопротивления}$

Когда автомобиль начинает движение, его скорость мала, соответственно, сила сопротивления тоже мала. Сила тяги больше силы сопротивления ($F_{тяги} > F_{сопротивления}$), поэтому равнодействующая сила положительна, и автомобиль ускоряется.

С ростом скорости автомобиля сила сопротивления увеличивается. Наступает момент, когда сила сопротивления становится равной силе тяги ($F_{сопротивления} = F_{тяги}$). В этот момент равнодействующая сила становится равной нулю ($F_{равн} = 0$).

Когда равнодействующая сила равна нулю, ускорение также становится равным нулю ($a=0$). Это означает, что скорость автомобиля перестает расти и он продолжает двигаться с постоянной, максимальной для данных условий скоростью.

Ответ: Скорость автомобиля при движении по горизонтальной поверхности не возрастает бесконечно, так как с увеличением скорости растёт сила сопротивления движению (в первую очередь, сила сопротивления воздуха). Когда сила сопротивления становится равной силе тяги двигателя, их равнодействующая становится равной нулю, ускорение прекращается, и автомобиль достигает своей максимальной постоянной скорости.