Какое расстояние в метрах должен пройти брусок массой m=0,6кг, двигающийся горизонтально со скоростью v=0,7м/с, чтобы остановиться, имея коэффициент трения µ=0,1? Будьте точны до 0,01с.
Юрий
Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать второй закон Ньютона, который связывает силу трения и ускорение тела.
Сначала найдем ускорение \(a\), с которым движется брусок. Известно, что ускорение равно отношению силы трения к массе тела \(a = \frac{F_{\text{тр}}}{m}\).
Сила трения \(F_{\text{тр}}\) можно выразить через коэффициент трения и силу нормального давления (\(F_{\text{н}}\)). Формула для силы трения: \(F_{\text{тр}} = \mu \cdot F_{\text{н}}\).
Сила нормального давления \(F_{\text{н}}\) можно выразить как произведение массы тела на ускорение свободного падения (\(F_{\text{н}} = m \cdot g\)), где \(g\) — ускорение свободного падения и примерно равно \(9,8 \, \text{м/с}^2\).
Теперь мы можем найти \(F_{\text{тр}}\) и \(a\):
\[F_{\text{тр}} = \mu \cdot F_{\text{н}} = \mu \cdot (m \cdot g)\]
\[a = \frac{F_{\text{тр}}}{m} = \frac{\mu \cdot (m \cdot g)}{m} = \mu \cdot g\]
Зная ускорение \(a\) и начальную скорость \(v\) бруска, мы можем использовать уравнение поступательного движения для его остановки:
\[v^2 = u^2 + 2 \cdot a \cdot s\]
где \(u\) — начальная скорость, в данном случае она равна \(v\) (так как брусок двигается горизонтально со скоростью \(v\)), а \(s\) — расстояние, которое брусок должен пройти для остановки.
Так как брусок двигается до полной остановки, конечная скорость \(u\) равна нулю. Получаем уравнение:
\[0 = v^2 + 2 \cdot a \cdot s\]
Необходимый нам расстояние \(s\) можно найти, выразив его из этого уравнения:
\[s = \frac{{-v^2}}{{2 \cdot a}}\]
Теперь, подставив значения, можем вычислить расстояние \(s\):
\[
s = \frac{{-(0,7 \, \text{м/с})^2}}{{2 \cdot (0,1 \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2)}} \approx 0,25 \, \text{м}
\]
Таким образом, брусок должен пройти примерно \(0,25 \, \text{м}\) для того, чтобы остановиться при данных условиях.
Сначала найдем ускорение \(a\), с которым движется брусок. Известно, что ускорение равно отношению силы трения к массе тела \(a = \frac{F_{\text{тр}}}{m}\).
Сила трения \(F_{\text{тр}}\) можно выразить через коэффициент трения и силу нормального давления (\(F_{\text{н}}\)). Формула для силы трения: \(F_{\text{тр}} = \mu \cdot F_{\text{н}}\).
Сила нормального давления \(F_{\text{н}}\) можно выразить как произведение массы тела на ускорение свободного падения (\(F_{\text{н}} = m \cdot g\)), где \(g\) — ускорение свободного падения и примерно равно \(9,8 \, \text{м/с}^2\).
Теперь мы можем найти \(F_{\text{тр}}\) и \(a\):
\[F_{\text{тр}} = \mu \cdot F_{\text{н}} = \mu \cdot (m \cdot g)\]
\[a = \frac{F_{\text{тр}}}{m} = \frac{\mu \cdot (m \cdot g)}{m} = \mu \cdot g\]
Зная ускорение \(a\) и начальную скорость \(v\) бруска, мы можем использовать уравнение поступательного движения для его остановки:
\[v^2 = u^2 + 2 \cdot a \cdot s\]
где \(u\) — начальная скорость, в данном случае она равна \(v\) (так как брусок двигается горизонтально со скоростью \(v\)), а \(s\) — расстояние, которое брусок должен пройти для остановки.
Так как брусок двигается до полной остановки, конечная скорость \(u\) равна нулю. Получаем уравнение:
\[0 = v^2 + 2 \cdot a \cdot s\]
Необходимый нам расстояние \(s\) можно найти, выразив его из этого уравнения:
\[s = \frac{{-v^2}}{{2 \cdot a}}\]
Теперь, подставив значения, можем вычислить расстояние \(s\):
\[
s = \frac{{-(0,7 \, \text{м/с})^2}}{{2 \cdot (0,1 \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2)}} \approx 0,25 \, \text{м}
\]
Таким образом, брусок должен пройти примерно \(0,25 \, \text{м}\) для того, чтобы остановиться при данных условиях.
Знаешь ответ?