Чтобы найти ускорение тела, необходимо сначала определить результирующую силу, действующую на тело, а затем использовать второй закон Ньютона.
Определение результирующей силы:
Даны две силы: 3 Н, направленная на юг, и 4 Н, направленная на запад. Эти силы можно представить как векторы в двумерной системе координат, где юг - это отрицательное направление по оси y, а запад - отрицательное направление по оси x.
Поскольку силы перпендикулярны друг другу, их результирующую можно найти с помощью теоремы Пифагора:
[
F{\text{res}} = \sqrt{F{\text{юг}}^2 + F_{\text{запад}}^2} = \sqrt{3^2 + 4^2} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5 \text{ Н}
]
Направление результирующей силы:
Угол (\theta) между результирующей силой и осью y (юг) можно найти, используя тригонометрические соотношения:
[
\tan(\theta) = \frac{F{\text{запад}}}{F{\text{юг}}} = \frac{4}{3}
]
Итак, угол (\theta) в градусах можно найти как:
[
\theta = \arctan\left(\frac{4}{3}\right)
]
Угол (\theta) будет измеряться от южного направления к западу.
Расчет ускорения:
Используя второй закон Ньютона ( \vec{F} = m\vec{a} ), где ( m ) - масса тела, а ( \vec{a} ) - ускорение,
[
\vec{a} = \frac{\vec{F}_{\text{res}}}{m} = \frac{5 \text{ Н}}{5 \text{ кг}} = 1 \text{ м/с}^2
]
Итак, ускорение тела равно 1 м/с² и направлено под углом (\arctan\left(\frac{4}{3}\right)) к западу от юга.