Номер 902, страница 174 - гдз по физике 9 класс сборник задач Исаченкова, Дорофейчик

Решение

Нет, двигатель городского автобуса развивает разную мощность. Мощность, которую развивает двигатель при движении с постоянной скоростью, можно определить по формуле:

$N = F_{тяги} \cdot v$

где $N$ – мощность, $F_{тяги}$ – сила тяги двигателя, а $v$ – скорость автобуса.

По условию задачи, скорость $v$ в обоих случаях одинакова. Следовательно, развиваемая мощность прямо пропорциональна силе тяги, которую должен создавать двигатель.

Поскольку автобус движется равномерно (с постоянной скоростью), согласно первому закону Ньютона, сила тяги двигателя $F_{тяги}$ должна уравновешивать суммарную силу сопротивления движению $F_{сопр}$:

$F_{тяги} = F_{сопр}$

Сила сопротивления состоит в основном из двух компонент: силы сопротивления воздуха и силы трения качения.

$F_{сопр} = F_{возд} + F_{тр.кач}$

Сила сопротивления воздуха зависит от формы автобуса и квадрата его скорости. Так как форма и скорость не меняются, сила сопротивления воздуха в обоих случаях одинакова.

Сила трения качения пропорциональна силе тяжести, действующей на автобус:

$F_{тр.кач} = \mu \cdot m \cdot g$

где $\mu$ – коэффициент трения качения, $m$ – масса автобуса, $g$ – ускорение свободного падения.

Когда автобус движется с пассажирами, его общая масса $m_2$ больше, чем масса пустого автобуса $m_1$ ($m_2 > m_1$). Следовательно, сила трения качения для автобуса с пассажирами ($F_{тр.кач_2}$) будет больше, чем для пустого автобуса ($F_{тр.кач_1}$):

$F_{тр.кач_2} > F_{тр.кач_1}$

Это означает, что и общая сила сопротивления, а значит и требуемая сила тяги, для автобуса с пассажирами будет больше:

$F_{тяги_2} > F_{тяги_1}$

Поскольку мощность $N = F_{тяги} \cdot v$ и скорость $v$ одинакова, то для создания большей силы тяги двигателю необходимо развивать большую мощность. Таким образом, мощность, развиваемая двигателем автобуса с пассажирами, будет больше, чем мощность, развиваемая двигателем пустого автобуса.

Ответ: Нет, не одинаковую. При движении с пассажирами масса автобуса больше, что приводит к увеличению силы трения качения. Для поддержания той же скорости двигателю необходимо преодолевать большую силу сопротивления, а следовательно, развивать и большую мощность.