Сколько времени потребуется для остановки шайбы, если она находится на шероховатой горизонтальной поверхности и имеет начальную горизонтальную скорость v0 = 3 м/с, а коэффициент трения между шайбой и поверхностью мю = 0,3?
Летучая
Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся физические законы, связанные с трением и движением тела.
Во-первых, давайте разберемся, как заданы переменные в задаче:
- \(v_0\) - начальная горизонтальная скорость шайбы, равная 3 м/с.
- \(\mu\) - коэффициент трения между шайбой и поверхностью, равный 0,3.
Для нахождения времени остановки шайбы нам понадобится использовать второй закон Ньютона для горизонтального движения с учетом силы трения.
Во-вторых, рассмотрим силы, действующие на шайбу. В данной задаче нашей основной целью является нахождение времени остановки, поэтому мы не будем учитывать другие факторы, такие как сила тяжести.
Зная, что сила трения равна произведению коэффициента трения и нормальной силы (\(F_{\text{трения}} = \mu \cdot F_{\text{норм}}\)), мы можем рассчитать ускорение шайбы с помощью второго закона Ньютона:
\[F_{\text{трения}} = m \cdot a,\]
где \(m\) - масса шайбы, \(a\) - ускорение.
Однако, как мы знаем из силы трения, она будет направлена противоположно движению шайбы. Из этого следует, что ускорение также будет направлено против движения, поэтому у нас возникнет отрицательное значение ускорения.
\[a = -\mu \cdot g,\]
где \(g\) - ускорение свободного падения (принимается равным приближенно 9,8 м/с²).
Теперь у нас есть уравнение для ускорения:
\[a = -0,3 \cdot 9,8.\]
Так как начальная скорость \(v_0\) положительна, а значение ускорения \(a\) отрицательно, шайба будет замедляться.
Для нахождения времени остановки можно использовать следующее уравнение:
\[v - v_0 = a \cdot t,\]
где \(v\) - конечная скорость (в данном случае равна 0), \(t\) - время.
Подставим известные значения:
\[0 - 3 = -0,3 \cdot 9,8 \cdot t.\]
Теперь найдем \(t\):
\[-3 = -2,94 \cdot t.\]
Делим обе стороны на -2,94:
\[t = \frac{-3}{-2,94}.\]
Выполняем деление:
\[t \approx 1,02 \text{ сек}.\]
Итак, для того чтобы шайба остановилась на шероховатой горизонтальной поверхности, потребуется примерно 1,02 секунды.
Во-первых, давайте разберемся, как заданы переменные в задаче:
- \(v_0\) - начальная горизонтальная скорость шайбы, равная 3 м/с.
- \(\mu\) - коэффициент трения между шайбой и поверхностью, равный 0,3.
Для нахождения времени остановки шайбы нам понадобится использовать второй закон Ньютона для горизонтального движения с учетом силы трения.
Во-вторых, рассмотрим силы, действующие на шайбу. В данной задаче нашей основной целью является нахождение времени остановки, поэтому мы не будем учитывать другие факторы, такие как сила тяжести.
Зная, что сила трения равна произведению коэффициента трения и нормальной силы (\(F_{\text{трения}} = \mu \cdot F_{\text{норм}}\)), мы можем рассчитать ускорение шайбы с помощью второго закона Ньютона:
\[F_{\text{трения}} = m \cdot a,\]
где \(m\) - масса шайбы, \(a\) - ускорение.
Однако, как мы знаем из силы трения, она будет направлена противоположно движению шайбы. Из этого следует, что ускорение также будет направлено против движения, поэтому у нас возникнет отрицательное значение ускорения.
\[a = -\mu \cdot g,\]
где \(g\) - ускорение свободного падения (принимается равным приближенно 9,8 м/с²).
Теперь у нас есть уравнение для ускорения:
\[a = -0,3 \cdot 9,8.\]
Так как начальная скорость \(v_0\) положительна, а значение ускорения \(a\) отрицательно, шайба будет замедляться.
Для нахождения времени остановки можно использовать следующее уравнение:
\[v - v_0 = a \cdot t,\]
где \(v\) - конечная скорость (в данном случае равна 0), \(t\) - время.
Подставим известные значения:
\[0 - 3 = -0,3 \cdot 9,8 \cdot t.\]
Теперь найдем \(t\):
\[-3 = -2,94 \cdot t.\]
Делим обе стороны на -2,94:
\[t = \frac{-3}{-2,94}.\]
Выполняем деление:
\[t \approx 1,02 \text{ сек}.\]
Итак, для того чтобы шайба остановилась на шероховатой горизонтальной поверхности, потребуется примерно 1,02 секунды.
Знаешь ответ?