Какова начальная скорость шайбы, которая была брошена по поверхности льда и остановилась, пройдя расстояние 40 м, если коэффициент трения шайбы о лед равен 0,05?

Физика 8 класс Динамика начальная скорость шайбы коэффициент трения расстояние 40 м физика 8 класс Новый

Чтобы найти начальную скорость шайбы, которая остановилась после прохождения расстояния 40 метров, нам нужно использовать уравнение движения с учетом силы трения.

Шайба останавливается под действием силы трения, которая противодействует её движению. Сначала найдем силу трения, которая действует на шайбу:

• Сила трения (Fтр) рассчитывается по формуле: Fтр = μ * N,
• где μ - коэффициент трения (в данном случае 0,05),
• N - нормальная сила, которая в нашем случае равна весу шайбы (N = m * g),
• где m - масса шайбы, а g - ускорение свободного падения (приблизительно 9,8 м/с²).

Поскольку масса шайбы нам не известна, мы можем выразить её через уравнение движения. Для шайбы, движущейся с начальной скоростью v0 и останавливающейся на расстоянии S, можно использовать уравнение:

v^2 = v0^2 + 2aS,

где:

• v - конечная скорость (в нашем случае 0, так как шайба останавливается),
• a - ускорение (в данном случае это будет отрицательное ускорение из-за силы трения),
• S - расстояние (40 м).

Ускорение можно найти из второго закона Ньютона:

a = -Fтр/m.

Теперь подставим силу трения:

a = - (μ * m * g) / m = - μ * g.

Таким образом, мы можем подставить это в уравнение движения:

0 = v0^2 + 2(-μ * g) * S.

Теперь решим уравнение для v0:

v0^2 = 2 * μ * g * S.

Теперь подставим известные значения:

• μ = 0,05,
• g = 9,8 м/с²,
• S = 40 м.

Теперь подставим их в уравнение:

v0^2 = 2 * 0,05 * 9,8 * 40.

Посчитаем это:

v0^2 = 2 * 0,05 * 9,8 * 40 = 0,1 * 9,8 * 40 = 39,2.

Теперь найдем v0, взяв квадратный корень:

v0 = √39,2.

Приблизительно v0 ≈ 6,26 м/с.

Ответ: Начальная скорость шайбы составляет примерно 6,26 м/с.