Каково наименьшее возможное значение коэффициента трения μ между шинами и дорогой, если автомобиль движется с вертикальным ускорением 1 м/с² по дороге, наклоненной под углом 17,5° к горизонтальной поверхности?
Sonya
Чтобы найти наименьшее возможное значение коэффициента трения μ, мы можем использовать второй закон Ньютона, который связывает силу трения с массой тела и ускорением. Формула для силы трения Fтр можно записать следующим образом:
\[Fтр = μ * N\]
где μ - коэффициент трения, N - нормальная сила, которая равна проекции силы тяжести на поверхность дороги.
Первым делом, нам необходимо найти нормальную силу N. Мы можем выразить ее через силу тяжести и угол наклона дороги. Нормальная сила N будет равна:
\[N = mg * \cos(\theta)\]
где m - масса автомобиля, g - ускорение свободного падения, равное примерно 9,8 м/с², а θ - угол наклона дороги.
Используя второй закон Ньютона, мы можем записать:
\[Fтр = μ * mg * \cos(\theta)\]
Теперь нам известны значения ускорения a (1 м/с²) и угла наклона дороги θ (17,5°). Подставим их в уравнение:
\[μ * mg * \cos(17,5°) = ma\]
Распишем уравнение:
\[μ * mg * \cos(17,5°) = m * 1 м/с²\]
Масса m сократится на обеих сторонах уравнения, поэтому:
\[μ * g * \cos(17,5°) = 1 м/с²\]
Теперь, найдем наименьшее возможное значение коэффициента трения μ:
\[μ = \frac{1 м/с²}{g * \cos(17,5°)}\]
Подставим значения:
\[μ = \frac{1 м/с²}{9,8 м/с² * \cos(17,5°)}\]
Вычислим это выражение:
\[μ \approx \frac{1}{9,8 * \cos(17,5°)}\]
\[μ \approx \frac{1}{9,8 * 0,951}\]
\[μ \approx \frac{1}{9,328}\]
\[μ \approx 0,107\]
Таким образом, наименьшее возможное значение коэффициента трения μ между шинами и дорогой равно примерно 0,107.
\[Fтр = μ * N\]
где μ - коэффициент трения, N - нормальная сила, которая равна проекции силы тяжести на поверхность дороги.
Первым делом, нам необходимо найти нормальную силу N. Мы можем выразить ее через силу тяжести и угол наклона дороги. Нормальная сила N будет равна:
\[N = mg * \cos(\theta)\]
где m - масса автомобиля, g - ускорение свободного падения, равное примерно 9,8 м/с², а θ - угол наклона дороги.
Используя второй закон Ньютона, мы можем записать:
\[Fтр = μ * mg * \cos(\theta)\]
Теперь нам известны значения ускорения a (1 м/с²) и угла наклона дороги θ (17,5°). Подставим их в уравнение:
\[μ * mg * \cos(17,5°) = ma\]
Распишем уравнение:
\[μ * mg * \cos(17,5°) = m * 1 м/с²\]
Масса m сократится на обеих сторонах уравнения, поэтому:
\[μ * g * \cos(17,5°) = 1 м/с²\]
Теперь, найдем наименьшее возможное значение коэффициента трения μ:
\[μ = \frac{1 м/с²}{g * \cos(17,5°)}\]
Подставим значения:
\[μ = \frac{1 м/с²}{9,8 м/с² * \cos(17,5°)}\]
Вычислим это выражение:
\[μ \approx \frac{1}{9,8 * \cos(17,5°)}\]
\[μ \approx \frac{1}{9,8 * 0,951}\]
\[μ \approx \frac{1}{9,328}\]
\[μ \approx 0,107\]
Таким образом, наименьшее возможное значение коэффициента трения μ между шинами и дорогой равно примерно 0,107.
Знаешь ответ?