Як можна описати роботу, яку виконує сила тертя, коли автомобіль масою 1000 кг зменшує свою швидкість з 90 км/год

Сила тертя – это сила, которая возникает между поверхностями двух тел и противодействует движению одного из тел относительно другого. В данной задаче нас интересует сила тертя, которая возникает между автомобилем и дорожным покрытием и приводит к замедлению его движения.

Первым шагом решим задачу, найдя изменение скорости автомобиля. Для этого вычтем исходную скорость из конечной:

\[\Delta v = v_{конечная} - v_{начальная}\]

\[\Delta v = 54 \, \text{км/ч} - 90 \, \text{км/ч} = -36 \, \text{км/ч}\]

Отрицательное значение означает, что скорость автомобиля уменьшилась.

Для ответа на вопрос задачи, мы можем использовать второй закон Ньютона, который гласит, что сила, действующая на тело, равна произведению его массы на ускорение:

\[F = m \cdot a\]

В нашем случае сила тертя будет являться силой действующей на автомобиль. Ускорение можно найти с помощью второго уравнения кинематики:

\[a = \frac{\Delta v}{\Delta t}\]

Где \(\Delta v\) - изменение скорости, а \(\Delta t\) - изменение времени (время, за которое автомобиль изменяет свою скорость).

Мы можем найти изменение времени, разделив изменение скорости на ускорение:

\[\Delta t = \frac{\Delta v}{a}\]

Теперь мы можем найти ускорение, подставив найденные значения изменения скорости и времени в уравнение:

\[a = \frac{-36 \, \text{км/ч}}{\Delta t}\]

Используем то, что 1 км/ч = \(\frac{1000}{3600}\) м/с:

\[a = \frac{-36 \, \text{км/ч} \cdot \frac{1000}{3600} \, \text{м/с}}{\Delta t}\]

Автомобиль изменяет скорость со скоростью \(a\) за время \(\Delta t\), чтобы уменьшить скорость до нуля (так как останавливается). Поэтому \(\Delta t\) - это время, за которое автомобиль останавливается.

Теперь можем записать уравнение для силы тертя:

\[F = m \cdot a\]

\[F_{тертя} = m \cdot \frac{-36 \, \text{км/ч} \cdot \frac{1000}{3600} \, \text{м/с}}{\Delta t}\]

Подставим известные значения массы автомобиля (1000 кг):

\[F_{тертя} = 1000 \, \text{кг} \cdot \frac{-36 \, \text{км/ч} \cdot \frac{1000}{3600} \, \text{м/с}}{\Delta t}\]

Заметим, что автомобиль движется преодолевая силу тертя, поэтому сила тертя будет иметь противоположное направление движения автомобиля. Это означает, что модуль силы тертя будет положительным, так как мы рассматриваем абсолютное значение силы.

Теперь нам необходимо знать значение времени \(\Delta t\), чтобы точно рассчитать силу тертя. В условии задачи \(\Delta t\) не указано, поэтому мы не можем найти точное значение силы тертя без дополнительной информации.

Мы можем только сказать, что сила тертя будет положительной, так как она противодействует движению автомобиля и направлена противоположно скорости автомобиля. Конкретное значение силы тертя зависит от времени, за которое автомобиль останавливается. Если мы имеем значение времени, мы можем подставить его в уравнение и найти конкретное значение силы тертя.

Я надеюсь, что данное разъяснение поможет вам понять работу силы тертя в данной ситуации. Если у вас есть дополнительные вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задать их.