Каков коэффициент трения о дорогу, если автомобиль массой 2 т разгоняется до скорости 54 км/ч за 10 с и сила трения составляет 0,05 от силы тяги? Ответ округлите до трех десятых.
Блестящая_Королева_1884
Для решения этой задачи, нам понадобится использовать второй закон Ньютона и уравнение движения автомобиля.
Второй закон Ньютона утверждает, что сила равна произведению массы тела на его ускорение:
\[F = ma\]
Сила трения между колесами автомобиля и дорогой направлена противоположно направлению движения автомобиля. Поэтому, сила трения будет действовать в противоположную сторону силы тяги, и мы можем записать:
\[F_{\text{трения}} = -F_{\text{тяги}}\]
Зная, что сила трения составляет 0.05 от силы тяги, мы можем записать:
\[F_{\text{трения}} = 0.05 \cdot F_{\text{тяги}}\]
Мы также знаем, что скорость автомобиля равна 54 км/ч, что равно:
\[v = 54 \, \text{км/ч} = 15 \, \text{м/с}\]
Теперь, используя уравнение движения автомобиля:
\[v = u + at\]
где \(u\) - начальная скорость, \(a\) - ускорение и \(t\) - время, мы можем найти ускорение:
\[a = \frac{{v - u}}{{t}} = \frac{{15 \, \text{м/с} - 0}}{{10 \, \text{с}}} = 1.5 \, \text{м/с}^2\]
Теперь мы можем найти силу тяги, используя закон Ньютона:
\[F_{\text{тяги}} = ma = (2 \, \text{т}) \cdot (1.5 \, \text{м/с}^2) = 3000 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}^2\]
Субституируя это значение обратно в уравнение для силы трения, получим:
\[F_{\text{трения}} = 0.05 \cdot (3000 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}^2) = 150 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}^2\]
И, наконец, чтобы найти коэффициент трения, мы можем использовать следующую формулу:
\[f = \frac{{F_{\text{трения}}}}{{m \cdot g}}\]
где \(m\) - масса автомобиля и \(g\) - ускорение свободного падения, приближенно равное 9.8 м/с\(^2\). Подставляя значения:
\[f = \frac{{150 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}^2}}{{2000 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2}} \approx 0.076\]
Ответ, округленный до трех десятых, равен 0.076.
Второй закон Ньютона утверждает, что сила равна произведению массы тела на его ускорение:
\[F = ma\]
Сила трения между колесами автомобиля и дорогой направлена противоположно направлению движения автомобиля. Поэтому, сила трения будет действовать в противоположную сторону силы тяги, и мы можем записать:
\[F_{\text{трения}} = -F_{\text{тяги}}\]
Зная, что сила трения составляет 0.05 от силы тяги, мы можем записать:
\[F_{\text{трения}} = 0.05 \cdot F_{\text{тяги}}\]
Мы также знаем, что скорость автомобиля равна 54 км/ч, что равно:
\[v = 54 \, \text{км/ч} = 15 \, \text{м/с}\]
Теперь, используя уравнение движения автомобиля:
\[v = u + at\]
где \(u\) - начальная скорость, \(a\) - ускорение и \(t\) - время, мы можем найти ускорение:
\[a = \frac{{v - u}}{{t}} = \frac{{15 \, \text{м/с} - 0}}{{10 \, \text{с}}} = 1.5 \, \text{м/с}^2\]
Теперь мы можем найти силу тяги, используя закон Ньютона:
\[F_{\text{тяги}} = ma = (2 \, \text{т}) \cdot (1.5 \, \text{м/с}^2) = 3000 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}^2\]
Субституируя это значение обратно в уравнение для силы трения, получим:
\[F_{\text{трения}} = 0.05 \cdot (3000 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}^2) = 150 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}^2\]
И, наконец, чтобы найти коэффициент трения, мы можем использовать следующую формулу:
\[f = \frac{{F_{\text{трения}}}}{{m \cdot g}}\]
где \(m\) - масса автомобиля и \(g\) - ускорение свободного падения, приближенно равное 9.8 м/с\(^2\). Подставляя значения:
\[f = \frac{{150 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}^2}}{{2000 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2}} \approx 0.076\]
Ответ, округленный до трех десятых, равен 0.076.
Знаешь ответ?