47. Сплошной цилиндр катится по горизонтальной поверхности в течение времени 3 секунды и останавливается, пройдя расстояние 9 метров. Каков коэффициент трения μ, если считать его постоянным?
Физика 8 класс Коэффициент трения и движение тел коэффициент трения сплошной цилиндр катится по горизонтали расстояние 9 метров время 3 секунды
Чтобы найти коэффициент трения μ, нам нужно использовать несколько физических законов и формул. Давайте разберем задачу шаг за шагом.
Шаг 1: Определим начальные условия.Средняя скорость (V) может быть найдена по формуле:
V = S / t
Подставим известные значения:
V = 9 м / 3 с = 3 м/с
Шаг 3: Найдем ускорение цилиндра.Поскольку цилиндр останавливается, его конечная скорость (V_f) равна 0. Мы можем использовать формулу для ускорения (a):
V_f = V + a * t
Подставим известные значения:
0 = 3 м/с + a * 3 с
Теперь решим уравнение относительно a:
a * 3 с = -3 м/с
a = -3 м/с / 3 с = -1 м/с²
Знак минус указывает на то, что это замедление.
Шаг 4: Найдем силу трения.Сила трения (F_t) может быть выражена через массу (m) и ускорение (a):
F_t = m * a
Также сила трения может быть выражена через коэффициент трения и нормальную силу (N):
F_t = μ * N
На горизонтальной поверхности нормальная сила равна весу цилиндра:
N = m * g, где g ≈ 9.81 м/с².
Шаг 5: Установим равенство сил.Так как цилиндр тормозит, то сила трения равна массе на ускорение:
m * a = μ * m * g
Мы можем сократить массу m с обеих сторон, так как она не равна нулю:
a = μ * g
Шаг 6: Найдем коэффициент трения μ.Теперь подставим значения для a и g:
-1 м/с² = μ * 9.81 м/с²
Решим уравнение относительно μ:
μ = -1 м/с² / 9.81 м/с²
μ ≈ 0.102
Ответ: коэффициент трения μ ≈ 0.102.