Аэросани перед выключением двигателя имели скорость 15 м/с. Какой путь после выключения двигателя прошли аэросани, если коэффициент трения полозьев саней о снег равен 0,02?

Физика 8 класс Движение тел с учетом силы трения аэросани скорость 15 м/с путь после выключения коэффициент трения полозья саней трение о снег Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать законы физики, а именно закон сохранения энергии и формулу для силы трения. Давайте разберем решение по шагам.

Шаг 1: Определение силы трения

Сила трения (F) рассчитывается по формуле:

F = μ * N

где:

• μ - коэффициент трения (в нашем случае 0,02),
• N - нормальная сила, которая равна весу аэросаней.

Предположим, что масса аэросаней равна m (в данном случае нам не нужна конкретная масса, так как она сократится в дальнейшем). Тогда нормальная сила будет равна:

N = m * g

где g - ускорение свободного падения (примерно 9,8 м/с²).

Шаг 2: Подставление значений

Теперь подставим нормальную силу в формулу для силы трения:

F = μ * m * g = 0,02 * m * 9,8

Таким образом, сила трения будет равна:

F = 0,196 * m

Шаг 3: Уравнение движения

Когда двигатель выключен, аэросани будут замедляться под действием силы трения. Используем второй закон Ньютона:

F = m * a

где a - ускорение (в данном случае оно будет отрицательным, так как это замедление). Подставляя силу трения, получаем:

0,196 * m = m * a

Сокращаем массу m:

a = -0,196 м/с²

Шаг 4: Использование уравнения движения

Теперь мы можем использовать уравнение движения для определения пути, который прошли аэросани после выключения двигателя. Уравнение имеет вид:

s = v0 * t + (a * t²) / 2

где:

• s - путь,
• v0 - начальная скорость (15 м/с),
• a - ускорение (-0,196 м/с²),
• t - время, которое нам нужно найти.

Шаг 5: Определение времени до остановки

Чтобы найти время, за которое аэросани остановятся, используем уравнение:

v = v0 + a * t

где v - конечная скорость (0 м/с, когда аэросани остановятся). Подставляем известные значения:

0 = 15 - 0,196 * t

Отсюда:

0,196 * t = 15

t = 15 / 0,196 ≈ 76,53 секунд.

Шаг 6: Подставление времени в уравнение пути

Теперь подставим значение времени t в уравнение для пути:

s = 15 * 76,53 + (-0,196 * (76,53)²) / 2

Сначала найдем первый член:

15 * 76,53 ≈ 1147,95 м.

Теперь найдем второй член:

(-0,196 * (76,53)²) / 2 ≈ -0,196 * 5843,68 / 2 ≈ -573,47 м.

Теперь складываем оба значения:

s ≈ 1147,95 - 573,47 ≈ 574,48 м.

Ответ:

Аэросани прошли примерно 574,48 метров после выключения двигателя.