Через сколько времени Миша остановился после того, как скатился с горки на лыжах и проехал некоторое расстояние по ровной поверхности? Значение силы трения равно 150 Н, масса Миши — 60 кг, а его начальная скорость у подножия горки — 10 м/с. Приведите ответ в виде числа.
Ариана
Мы можем решить эту задачу, используя законы механики и применяя формулу для расстояния, пройденного объектом с ускорением.
Для начала, нам понадобится известное уравнение движения:
\[s = v_0t + \frac{1}{2}at^2\]
Где:
\(s\) - расстояние, пройденное объектом,
\(v_0\) - начальная скорость объекта,
\(t\) - время, прошедшее с начального момента,
\(a\) - ускорение объекта.
В данной задаче используется сила трения, которая является причиной ускорения Миши. В данном случае, сила трения равна 150 Н. Давайте найдем ускорение Миши, используя известную формулу:
\[f_{тр} = ma\]
Где:
\(f_{тр}\) - сила трения,
\(m\) - масса Миши,
\(a\) - ускорение Миши.
Подставим значения:
150 Н = 60 кг * a
Теперь найдем ускорение Миши:
a = 150 Н / 60 кг = 2.5 м/с²
Теперь, зная ускорение Миши, мы можем использовать первое уравнение движения для нахождения времени, через которое Миша остановится. Задача у нас такая: нам известно начальная скорость \(v_0 = 10\) м/с и ускорение \(a = 2.5\) м/с², и мы хотим найти время \(t\), с помощью которого Миша остановится (скорость станет равной нулю).
Теперь подставим все значения в уравнение:
0 = 10 м/с * t + \(\frac{1}{2}\) * 2.5 м/с² * \(t^2\)
Мы получили квадратное уравнение, которое можно решить. Перепишем его в стандартной форме:
\(\frac{1}{2}\) * 2.5 м/с² * \(t^2\) + 10 м/с * t = 0
Теперь решим его с помощью дискриминанта:
Дискриминант \(D\) равен:
\(D = b^2 - 4ac\)
где \(a = \frac{1}{2}\) * 2.5 м/с², \(b = 10 м/с\), \(c = 0\)
\(D = (10 м/с)^2 - 4 * \frac{1}{2}\) * 2.5 м/с² * 0
\(D = 100 м^2/с^2\)
Теперь найдем решения квадратного уравнения:
\(t_1 = \frac{-b + \sqrt{D}}{2a}\)
\(t_2 = \frac{-b - \sqrt{D}}{2a}\)
подставим значения и рассчитаем:
\(t_1 = \frac{-10 м/с + \sqrt{100 м^2/с^2}}{2 * \frac{1}{2}}\)
\(t_2 = \frac{-10 м/с - \sqrt{100 м^2/с^2}}{2 * \frac{1}{2}}\)
\(t_1 = \frac{-10 м/с + 10 м/с}{1}\)
\(t_2 = \frac{-10 м/с - 10 м/с}{1}\)
\(t_1 = 0 с\)
\(t_2 = -20 м/с\)
Мы получили два результата: \(t_1 = 0\) секунд и \(t_2 = -20\) м/с. Отбросим отрицательный результат, так как время не может быть отрицательным. Значит, Миша остановится через \(t = 0\) секунд после того, как скатится с горки и проедет некоторое расстояние по ровной поверхности.
Ответ: Миша остановится сразу же после того, как скатится с горки и проедет некоторое расстояние по ровной поверхности. Время его остановки равно 0 секундам.
Для начала, нам понадобится известное уравнение движения:
\[s = v_0t + \frac{1}{2}at^2\]
Где:
\(s\) - расстояние, пройденное объектом,
\(v_0\) - начальная скорость объекта,
\(t\) - время, прошедшее с начального момента,
\(a\) - ускорение объекта.
В данной задаче используется сила трения, которая является причиной ускорения Миши. В данном случае, сила трения равна 150 Н. Давайте найдем ускорение Миши, используя известную формулу:
\[f_{тр} = ma\]
Где:
\(f_{тр}\) - сила трения,
\(m\) - масса Миши,
\(a\) - ускорение Миши.
Подставим значения:
150 Н = 60 кг * a
Теперь найдем ускорение Миши:
a = 150 Н / 60 кг = 2.5 м/с²
Теперь, зная ускорение Миши, мы можем использовать первое уравнение движения для нахождения времени, через которое Миша остановится. Задача у нас такая: нам известно начальная скорость \(v_0 = 10\) м/с и ускорение \(a = 2.5\) м/с², и мы хотим найти время \(t\), с помощью которого Миша остановится (скорость станет равной нулю).
Теперь подставим все значения в уравнение:
0 = 10 м/с * t + \(\frac{1}{2}\) * 2.5 м/с² * \(t^2\)
Мы получили квадратное уравнение, которое можно решить. Перепишем его в стандартной форме:
\(\frac{1}{2}\) * 2.5 м/с² * \(t^2\) + 10 м/с * t = 0
Теперь решим его с помощью дискриминанта:
Дискриминант \(D\) равен:
\(D = b^2 - 4ac\)
где \(a = \frac{1}{2}\) * 2.5 м/с², \(b = 10 м/с\), \(c = 0\)
\(D = (10 м/с)^2 - 4 * \frac{1}{2}\) * 2.5 м/с² * 0
\(D = 100 м^2/с^2\)
Теперь найдем решения квадратного уравнения:
\(t_1 = \frac{-b + \sqrt{D}}{2a}\)
\(t_2 = \frac{-b - \sqrt{D}}{2a}\)
подставим значения и рассчитаем:
\(t_1 = \frac{-10 м/с + \sqrt{100 м^2/с^2}}{2 * \frac{1}{2}}\)
\(t_2 = \frac{-10 м/с - \sqrt{100 м^2/с^2}}{2 * \frac{1}{2}}\)
\(t_1 = \frac{-10 м/с + 10 м/с}{1}\)
\(t_2 = \frac{-10 м/с - 10 м/с}{1}\)
\(t_1 = 0 с\)
\(t_2 = -20 м/с\)
Мы получили два результата: \(t_1 = 0\) секунд и \(t_2 = -20\) м/с. Отбросим отрицательный результат, так как время не может быть отрицательным. Значит, Миша остановится через \(t = 0\) секунд после того, как скатится с горки и проедет некоторое расстояние по ровной поверхности.
Ответ: Миша остановится сразу же после того, как скатится с горки и проедет некоторое расстояние по ровной поверхности. Время его остановки равно 0 секундам.
Знаешь ответ?