Какова скорость автомобиля перед торможением, если его масса составляет 150 тонн, тормозной путь до полной остановки равен 50 метрам, а коэффициент трения покрышек колес о дорогу равен 0,4?
Физика 9 класс Законы движения скорость автомобиля масса автомобиля тормозной путь коэффициент трения физика 9 класс
Чтобы найти скорость автомобиля перед торможением, нам нужно использовать формулу, основанную на законах физики, а именно на втором законе Ньютона и уравнении движения с постоянным замедлением.
Шаг 1: Определим силы, действующие на автомобиль.
Вес автомобиля можно найти по формуле: N = m * g, где m - масса автомобиля, g - ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²).
Подставим значения:
Тогда нормальная сила:
N = 150000 кг * 9.81 м/с² = 1471500 Н.
Теперь найдем силу трения:
F = μ * N = 0.4 * 1471500 Н = 588600 Н.
Шаг 2: Найдем ускорение автомобиля.
Согласно второму закону Ньютона, F = m * a, где a - ускорение. Мы можем выразить ускорение через силу трения:
588600 Н = 150000 кг * a.
Следовательно, a = 588600 Н / 150000 кг = 3.924 м/с².
Так как это замедление, мы будем использовать его со знаком минус: a = -3.924 м/с².
Шаг 3: Используем уравнение движения для нахождения начальной скорости.
Мы можем использовать уравнение движения:
v² = u² + 2as,
где:Подставим известные значения:
0 = u² + 2 * (-3.924) * 50.
0 = u² - 392.4.
u² = 392.4.
Теперь найдём u:
u = √392.4 ≈ 19.8 м/с.
Ответ: Скорость автомобиля перед торможением составляет примерно 19.8 м/с.