Скатившись с горки на снегокате, мальчик проехал 12.5 м по горизонтальной снежной площадке за 5 с. Каковы сила трения и коэффициент трения лыж снегоката о снег, если масса мальчика вместе со снегокатом составляет 50 кг.
Для решения этой задачи воспользуемся вторым законом Ньютона, который гласит, что сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению массы тела на его ускорение. В данном случае ускорение равно нулю, так как мальчик двигается равномерно по горизонтальной площадке.
Сумма всех сил, действующих на мальчика и снегокат, равна силе трения. Так как сила трения противоположна направлению движения, положительное направление оси X будет считаться вправо.
Сумма всех сил = F - Fтр = 0 (так как мальчик двигается равномерно)
F = Fтр
Сила трения может быть выражена как:
Fтр = μ * N
где μ - коэффициент трения, N - нормальная сила. Нормальная сила равна весу мальчика и снегоката:
N = m * g
где m - масса мальчика и снегоката, g - ускорение свободного падения, приблизительно равное 9.8 м/с^2.
Подставляем данные:
N = 50 кг * 9.8 м/с^2 = 490 Н
Fтр = μ * 490 Н
Также мы знаем, что работа трения равна произведению силы трения на путь, по которому она совершается:
A = Fтр * s
Подставляем данные:
A = 490 Н * 12.5 м
A = 6125 Дж
Теперь мы можем найти коэффициент трения, зная, что работа трения равна разности кинетических энергий мальчика и снегоката до и после спуска:
ΔK = A
ΔK = 1/2 m v^2 - 0
где v - скорость мальчика после спуска. Мы знаем, что он проехал 12.5 м за 5 с, так что его скорость можно найти:
v = 12.5 м / 5 с
v = 2.5 м/с
Подставляем данные:
6125 Дж = 1/2 50 кг (2.5 м/с)^2
6125 = 1/2 50 6.25
6125 = 156.25 * 25
6125 = 3906.25
Отсюда получаем значение коэффициента трения:
μ = 6125 / 490
μ ≈ 12.55
Итак, сила трения равна 490 Н, а коэффициент трения между лыжами снегоката и снегом примерно равен 12.55.
Для решения этой задачи воспользуемся вторым законом Ньютона, который гласит, что сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению массы тела на его ускорение. В данном случае ускорение равно нулю, так как мальчик двигается равномерно по горизонтальной площадке.
Сумма всех сил, действующих на мальчика и снегокат, равна силе трения. Так как сила трения противоположна направлению движения, положительное направление оси X будет считаться вправо.
Сумма всех сил = F - Fтр = 0 (так как мальчик двигается равномерно)
F = Fтр
Сила трения может быть выражена как:
Fтр = μ * N
где μ - коэффициент трения, N - нормальная сила. Нормальная сила равна весу мальчика и снегоката:
N = m * g
где m - масса мальчика и снегоката, g - ускорение свободного падения, приблизительно равное 9.8 м/с^2.
Подставляем данные:
N = 50 кг * 9.8 м/с^2 = 490 Н
Fтр = μ * 490 Н
Также мы знаем, что работа трения равна произведению силы трения на путь, по которому она совершается:
A = Fтр * s
Подставляем данные:
A = 490 Н * 12.5 м
A = 6125 Дж
Теперь мы можем найти коэффициент трения, зная, что работа трения равна разности кинетических энергий мальчика и снегоката до и после спуска:
ΔK = A
ΔK = 1/2 m v^2 - 0
где v - скорость мальчика после спуска. Мы знаем, что он проехал 12.5 м за 5 с, так что его скорость можно найти:
v = 12.5 м / 5 с
v = 2.5 м/с
Подставляем данные:
6125 Дж = 1/2 50 кг (2.5 м/с)^2
6125 = 1/2 50 6.25
6125 = 156.25 * 25
6125 = 3906.25
Отсюда получаем значение коэффициента трения:
μ = 6125 / 490
μ ≈ 12.55
Итак, сила трения равна 490 Н, а коэффициент трения между лыжами снегоката и снегом примерно равен 12.55.