У автомобиля, который движется по ровной дороге со скоростью 72 км/ч, отключается двигатель. После этого, в процессе торможения, автомобиль проезжает расстояние 100 метров. Какой коэффициент трения между колесами и дорогой?

Физика 11 класс Динамика коэффициент трения автомобиль торможение расстояние скорость физика 11 класс Новый

Чтобы найти коэффициент трения между колесами автомобиля и дорогой, нам нужно рассмотреть движение автомобиля после отключения двигателя и его торможение. Начнем с того, что скорость автомобиля в момент отключения двигателя равна 72 км/ч. Сначала преобразуем эту скорость в метры в секунду:

• 72 км/ч = 72 * (1000 м / 1 км) / (3600 с / 1 ч) = 20 м/с.

Теперь у нас есть начальная скорость автомобиля: v0 = 20 м/с. Автомобиль тормозит и останавливается, проезжая расстояние 100 метров. Мы можем использовать уравнение движения с постоянным ускорением:

v^2 = v0^2 + 2a * s,

где:

• v - конечная скорость (в нашем случае 0 м/с, так как автомобиль останавливается),
• v0 - начальная скорость (20 м/с),
• a - ускорение (в данном случае это будет отрицательное значение, так как автомобиль тормозит),
• s - расстояние (100 м).

Подставим известные значения в уравнение:

• 0 = (20 м/с)^2 + 2 * a * 100 м.

Решим это уравнение для ускорения a:

• 0 = 400 + 200a,
• 200a = -400,
• a = -2 м/с².

Теперь, зная ускорение, можем найти коэффициент трения. Сила трения Fтр = m * a, где m - масса автомобиля, а a - это ускорение. Также сила трения равна Fтр = μ * N, где μ - коэффициент трения, а N - нормальная сила. В случае автомобиля, движущегося по ровной дороге, нормальная сила N равна mg, где g - ускорение свободного падения (приблизительно 9.81 м/с²).

Таким образом, у нас есть:

• m * a = μ * m * g.

Мы можем сократить массу m с обеих сторон уравнения:

• a = μ * g.

Теперь подставим значения для a и g:

• -2 = μ * 9.81.

Решим это уравнение для μ:

• μ = -2 / 9.81.

Так как коэффициент трения не может быть отрицательным, мы берем модуль:

• μ ≈ 0.204.

Таким образом, коэффициент трения между колесами автомобиля и дорогой составляет приблизительно 0.204.