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.

8 Апр 2021 в 19:41
135 +1
0
Ответы
1

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.

17 Апр 2024 в 19:26
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир