Какой тормозной путь пройдет мотоциклист, движущийся по ровной дороге со скоростью 36 км/ч, если он начнет тормозить, а коэффициент трения колес о дорогу составляет 0,5?

Физика 11 класс Динамика. Торможение тормозной путь мотоциклист скорость 36 км/ч коэффициент трения 0,5 физика 11 класс Новый

Для того чтобы определить тормозной путь мотоциклиста, нам нужно использовать формулу, которая связывает начальную скорость, коэффициент трения и тормозной путь. Рассмотрим шаги решения этой задачи.

Шаг 1: Преобразование скорости

Сначала преобразуем скорость мотоциклиста из километров в час в метры в секунду. Для этого используем следующее соотношение:

• 1 км/ч = 1/3.6 м/с

Таким образом, 36 км/ч будет равно:

• 36 / 3.6 = 10 м/с

Шаг 2: Определение силы трения

Сила трения, которая будет замедлять движение мотоциклиста, рассчитывается по формуле:

• F_т = μ * N

где:

• μ - коэффициент трения (в нашем случае 0.5),
• N - сила нормального давления (в данном случае равна весу мотоциклиста с мотоциклом, но для расчета тормозного пути нам нужна только сила трения).

Шаг 3: Использование второго закона Ньютона

Согласно второму закону Ньютона, сила равна произведению массы на ускорение:

• F = m * a

Таким образом, мы можем записать:

• μ * N = m * a

Так как N = m * g (где g - ускорение свободного падения, примерно 9.81 м/с²), у нас получится:

• μ * m * g = m * a

Сократив массу m, получаем:

• a = μ * g

Теперь подставим значения:

• a = 0.5 * 9.81 ≈ 4.905 м/с²

Так как это замедление, мы будем использовать отрицательное значение:

• a ≈ -4.905 м/с²

Шаг 4: Расчет тормозного пути

Теперь мы можем использовать формулу для расчета тормозного пути (S) при равномерном замедлении:

• S = (v²) / (2 * |a|)

Где v - начальная скорость, а a - модуль ускорения (в нашем случае -4.905 м/с²). Подставим значения:

• S = (10²) / (2 * 4.905)
• S = 100 / 9.81 ≈ 10.19 м

Ответ: Тормозной путь, который пройдет мотоциклист, составляет примерно 10.19 метров.