Какое время потребуется лыжнику массой 80 кг, который в конце спуска с горы достиг скорости 12 м/с и движется по горизонтальной поверхности, чтобы остановиться, если сила трения, действующая на него, составляет 16 Н?
Физика 11 класс Законы Ньютона время остановки лыжника сила трения масса лыжника скорость лыжника физика 11 класс движение по горизонтали
Чтобы решить задачу, давайте сначала определим основные параметры и используем второй закон Ньютона для нахождения времени остановки лыжника.
Шаг 1: Определим массу лыжника.
Масса лыжника, m = 80 кг.
Шаг 2: Определим начальную скорость лыжника.
Начальная скорость, v0 = 12 м/с.
Шаг 3: Определим силу трения.
Сила трения, Fтр = 16 Н.
Шаг 4: Найдем ускорение лыжника.
Согласно второму закону Ньютона, сила равна произведению массы на ускорение:
F = m * a.
Сила трения будет действовать против движения лыжника, поэтому:
-Fтр = m * a.
Подставим известные значения:
Теперь решим уравнение для ускорения a:
Знак минус указывает на то, что ускорение направлено против движения лыжника.
Шаг 5: Найдем время остановки.
Используем уравнение движения с постоянным ускорением:
v = v0 + a * t,
где v — конечная скорость (0 м/с, так как лыжник останавливается), v0 — начальная скорость (12 м/с), a — ускорение (-0.2 м/с²), t — время.
Подставим известные значения:
Теперь решим уравнение для t:
Ответ: Время, необходимое лыжнику для остановки, составляет 60 секунд.