. С наклонной горки скатывается лыжник, а затем двигается по горизонтальной лыжне. Коэффициент трения лыж на горке и на горизонтальном участке одинаковый и равен 0,2, высота горки 50 м, масса лыжника 50 кг. Найдите длину горизонтального участка скольжения до полной остановки.
Для начала нужно найти скорость лыжника на конце горки, используя закон сохранения энергии:
(mgh = \frac{1}{2}mv^2)
(50 \cdot 9.8 \cdot 50 = \frac{1}{2} \cdot 50 \cdot v^2)
(v = \sqrt{50 \cdot 9.8 \cdot 2} = 31.32 \ м/с)
Теперь определим ускорение торможения на горизонтальном участке:
(f = \mu \cdot F_{\perp} = \mu \cdot m \cdot g)
(a = \frac{f}{m} = \mu \cdot g = 0.2 \cdot 9.8 = 1.96 \ м/c^2)
Далее, найдем время, за которое лыжник остановится на горизонтальном участке:
(v = at)
(31.32 = 1.96 \cdot t)
(t = \frac{31.32}{1.96} = 16 \ с)
Наконец, найдем длину горизонтального участка:
(x = v_0 \cdot t + \frac{1}{2}at^2)
(x = 31.32 \cdot 16 + \frac{1}{2} \cdot 1.96 \cdot 16^2 = 502.08 \ м)
Таким образом, длина горизонтального участка скольжения до полной остановки равна 502.08 м.