Какое минимальное расстояние необходимо для остановки автомобиля, который движется со скоростью v=60 км/ч, если коэффициент трения между шинами и дорогой равен 0,6?

Физика 11 класс Динамика остановка автомобиля минимальное расстояние скорость 60 км/ч коэффициент трения 0,6 физика 11 класс Новый

Чтобы определить минимальное расстояние, необходимое для остановки автомобиля, нам нужно использовать некоторые физические формулы и понятия. Давайте разберем решение по шагам.

Шаг 1: Переводим скорость в метры в секунду

Сначала преобразуем скорость автомобиля из километров в час в метры в секунду. Мы знаем, что 1 км/ч равен 1/3.6 м/с. Поэтому:

• v = 60 км/ч = 60 / 3.6 м/с ≈ 16.67 м/с

Шаг 2: Находим силу трения

Сила трения, которая будет замедлять автомобиль, рассчитывается по формуле:

• F_тр = μ * N

где μ - коэффициент трения, а N - нормальная сила. Для автомобиля, движущегося по горизонтальной дороге, нормальная сила равна весу автомобиля.

Предположим, что масса автомобиля m = 1000 кг (это усредненное значение). Тогда нормальная сила:

• N = m * g = 1000 кг * 9.8 м/с² = 9800 Н

Теперь можем найти силу трения:

• F_тр = 0.6 * 9800 Н = 5880 Н

Шаг 3: Находим ускорение

Используя второй закон Ньютона, мы можем найти ускорение (в данном случае это замедление) автомобиля:

• F = m * a, где F - сила трения, a - ускорение.

Следовательно:

• a = F_тр / m = 5880 Н / 1000 кг = 5.88 м/с²

Так как это замедление, мы будем использовать отрицательное значение:

• a = -5.88 м/с²

Шаг 4: Используем уравнение движения

Теперь мы можем использовать уравнение движения для определения расстояния остановки:

• s = (v²) / (2 * |a|)

Подставляем известные значения:

• s = (16.67 м/с)² / (2 * 5.88 м/с²)
• s ≈ 29.44 м

Вывод:

Таким образом, минимальное расстояние, необходимое для остановки автомобиля, движущегося со скоростью 60 км/ч при коэффициенте трения 0,6, составляет примерно 29.44 метра.