Какова сила трения и коэффициент трения для санок весом 60 кг, которые скатываются по склону длиной 50 метров и высотой 10 метров, если их скорость в момент достижения основания горы составила 8 м/с?

Физика 11 класс Сила трения и движение по наклонной плоскости сила трения коэффициент трения санки вес 60 кг склон скорость 8 м/с физика 11 класс движение по наклонной задачи по физике Новый

Чтобы найти силу трения и коэффициент трения для санок, нам нужно использовать законы физики, в частности, закон сохранения энергии и формулы для силы трения.

Шаг 1: Находим потенциальную энергию на вершине склона.

Потенциальная энергия (PE) определяется формулой:

PE = m * g * h

• m = 60 кг (масса санок)
• g = 9.8 м/с² (ускорение свободного падения)
• h = 10 м (высота склона)

Подставляем значения:

PE = 60 * 9.8 * 10 = 5880 Дж.

Шаг 2: Находим кинетическую энергию на основании склона.

Кинетическая энергия (KE) определяется формулой:

KE = (m * v²) / 2

• v = 8 м/с (скорость в момент достижения основания горы)

Подставляем значения:

KE = (60 * 8²) / 2 = (60 * 64) / 2 = 1920 Дж.

Шаг 3: Находим работу силы трения.

Работа силы трения (W) равна разнице между потенциальной и кинетической энергией:

W = PE - KE = 5880 - 1920 = 3960 Дж.

Шаг 4: Находим силу трения.

Работа силы трения также может быть выражена через силу трения (F_tr) и пройденный путь (s):

W = F_tr * s

• s = 50 м (длина склона)

Отсюда, сила трения:

F_tr = W / s = 3960 / 50 = 79.2 Н.

Шаг 5: Находим коэффициент трения.

Коэффициент трения (μ) можно найти из уравнения:

F_tr = μ * N,

где N - нормальная сила. В данном случае нормальная сила равна весу санок:

N = m * g = 60 * 9.8 = 588 Н.

Теперь подставим значения:

μ = F_tr / N = 79.2 / 588 ≈ 0.134.

Итак, ответ:

• Сила трения: 79.2 Н
• Коэффициент трения: примерно 0.134