После финиша команда бобслейных саней останавливается на горизонтальном участке трассы. Как можно определить коэффициент трения скольжения саней по льду, если скорость перед началом торможения v = 30 м/с, время торможения t = 20 с, а модуль ускорения свободного падения g = 10 м/с²?
Чтобы определить коэффициент трения скольжения саней по льду, нужно использовать основные физические законы, связанные с движением и силами.
В данном случае мы знаем начальную скорость саней (v = 30 м/с), время торможения (t = 20 с) и можем использовать ускорение свободного падения (g = 10 м/с²) для расчета. Следуем следующим шагам:
Сначала найдем тормозное ускорение (a) саней. Мы знаем, что при равномерном торможении скорость уменьшается до нуля за определенное время. Используем формулу:
a = (v - v0) / t,
где v0 - начальная скорость, v - конечная скорость (в данном случае 0, так как сани останавливаются).
Подставим значения:
a = (0 - 30) / 20 = -1.5 м/с².
Сила трения (Fт) равна массе саней (m) умноженной на коэффициент трения (μ) и на силу тяжести (mg):
Fт = μ * m * g.
Сила, действующая на сани в процессе торможения, равна массе саней, умноженной на тормозное ускорение (F = m * a):
F = m * a = m * (-1.5).
Сила трения, которая замедляет сани, равна по модулю тормозной силе:
μ * m * g = -m * a.
Упрощая уравнение, мы можем сократить массу (m) с обеих сторон, так как она не равна нулю:
μ * g = -a.
Теперь можем подставить известные значения:
μ * 10 = 1.5.
Отсюда находим коэффициент трения:
μ = 1.5 / 10 = 0.15.
Ответ: Коэффициент трения скольжения саней по льду составляет 0.15.