На горизонтальной дороге автомобиль делает поворот радиусом 16 м. Какую наибольшую скорость может развить автомобиль, чтобы его не занесло, если коэффициент трения колес о дорогу равен 0,4?

Физика 10 класс Динамика автомобиль поворот радиус скорость коэффициент трения занос физика Движение горизонтальная дорога безопасность на дороге Новый

Для решения этой задачи нам нужно использовать формулу, которая связывает силу трения, центростремительное ускорение и скорость автомобиля при повороте.

Когда автомобиль поворачивает, на него действуют две основные силы: сила тяжести и сила трения. Сила трения обеспечивает необходимое центростремительное ускорение, чтобы автомобиль не выскользнул с дороги.

Шаги решения:

1. Определим центростремительное ускорение: Центростремительное ускорение (a) можно выразить через скорость (v) и радиус поворота (R) по формуле:
• a = v^2 / R
2. Определим силу трения: Сила трения (Fтр) может быть найдена по формуле:
• Fтр = μ * N
3. Где:
• μ - коэффициент трения (в нашем случае 0,4),
• N - нормальная сила. На горизонтальной дороге нормальная сила равна весу автомобиля (N = m * g), где m - масса автомобиля, g - ускорение свободного падения (примерно 9,8 м/с²).
4. Приравняем силу трения к центростремительной силе: Сила трения должна быть равна центростремительной силе:
• Fтр = m * a
• μ * m * g = m * (v^2 / R)
5. Упростим уравнение: Масса (m) сокращается:
• μ * g = v^2 / R
6. Выразим скорость (v):
• v^2 = μ * g * R
• v = √(μ * g * R)
7. Подставим известные значения:
• μ = 0,4,
• g ≈ 9,8 м/с²,
• R = 16 м.
8. Вычислим скорость:
• v = √(0,4 * 9,8 * 16)
• v = √(0,4 * 156,8)
• v = √(62,72)
• v ≈ 7,93 м/с.

Таким образом, наибольшая скорость, которую может развить автомобиль, чтобы его не занесло при повороте радиусом 16 м, составляет примерно 7,93 м/с.