برای حل این مسئله، باید از رابطه قانون دوم نیوتون و شتاب استفاده کنیم.
طبق قانون دوم نیوتون:
\[ F = ma \]
که \( F \) نیروی پیشران، \( m \) جرم و \( a \) شتاب است.
اولا، باید واحد سرعت را به متر بر ثانیه تبدیل کنیم:
سرعت نهایی \( v = 216 \, \text{km/h} \):
\[ v = \frac{216 \times 1000}{3600} = 60 \, \text{m/s} \]
حالا شتاب \( a \) با استفاده از فرمول زیر به دست میآید:
\[ a = \frac{v - u}{t} = \frac{60 - 0}{36} = \frac{60}{36} \approx 1.67 \, \text{m/s}^2 \]
سپس، نیروی پیشران \( F \) را محاسبه میکنیم:
توجه کنید که نیروی پیشران باید نیروی مقاومت هوا را نیز جبران کند، بنابراین:
\[ F = ma + 5000 \]
\[ F = 20000 \times 1.67 + 5000 \approx 33500 + 5000 = 38500 \, \text{N} \]
بنابراین، گزینه صحیح (3) 38500 نیوتون است.