Який був час гальмування автомобіля, що рухався зі швидкістю 90 км/год, при масі автомобіля 1,5 тонни і коефіцієнті тертя?
Valentina
Для решения этой задачи нам понадобится использовать физические законы, связанные с движением тела и силой трения.
В данной задаче мы знаем начальную скорость автомобиля (90 км/ч), массу автомобиля (1,5 тонны) и коэффициент трения.
Во-первых, нам нужно перевести скорость автомобиля из километров в час в метры в секунду. Для этого мы знаем, что 1 км/ч = (1/3.6) м/с. Подставив это значение, получаем:
\[
90 \, \text{км/ч} = \frac{{90}}{{3.6}} \, \text{м/с} = 25 \, \text{м/с}
\]
Теперь можем использовать второй закон Ньютона, который гласит: сила трения равна произведению коэффициента трения на нормальную силу.
Нормальная сила равна произведению массы на ускорение свободного падения (9.8 м/с²):
\[
\text{Нормальная сила} = \text{масса} \times \text{ускорение свободного падения} = 1.5 \cdot 10^3 \, \text{кг} \times 9.8 \, \text{м/с}^2
\]
Подставляя значения, получим:
\[
\text{Нормальная сила} = 1.5 \cdot 10^3 \times 9.8 = 14.7 \cdot 10^3 \, \text{Н}
\]
Теперь можем написать уравнение второго закона Ньютона для горизонтального движения:
\[
\text{Сила трения} = \text{масса} \times \text{ускорение}
\]
Горизонтальное движение гальмующего автомобиля замедленное, поэтому ускорение будет отрицательным. Подставляя известные значения:
\[
\text{Коэффициент трения} \times \text{Нормальная сила} = \text{масса} \times \text{ускорение}
\]
Можно выразить ускорение:
\[
\text{Ускорение} = -\frac{{\text{Коэффициент трения} \times \text{Нормальная сила}}}{{\text{масса}}}
\]
Теперь подставим все известные значения и рассчитаем ускорение:
\[
\text{Ускорение} = -\frac{{\text{Коэффициент трения} \times 14.7 \cdot 10^3 \, \text{Н}}}{{1.5 \cdot 10^3 \, \text{кг}}}
\]
Таким образом, мы нашли значение ускорения. Чтобы найти время замедления, воспользуемся формулой:
\[
\text{Время} = \frac{{\text{Изменение скорости}}}{{\text{Ускорение}}}
\]
Изначальная скорость равна 25 м/с, а конечная скорость будет 0 м/с (так как автомобиль полностью остановится). Изменим знак ускорения, так как оно является отрицательным:
\[
-25 \, \text{м/с} = \text{Ускорение} \times \text{Время}
\]
Теперь мы можем найти время замедления:
\[
\text{Время} = \frac{{-25 \, \text{м/с}}}{{\text{Ускорение}}}
\]
Подставим значение ускорения и рассчитаем:
\[
\text{Время} = \frac{{-25 \, \text{м/с}}}{{\frac{{\text{Коэффициент трения} \times 14.7 \cdot 10^3 \, \text{Н}}}{{1.5 \cdot 10^3 \, \text{кг}}}}}
\]
Таким образом, мы можем рассчитать время замедления автомобиля с помощью указанных формул и известных значений. Следует отметить, что значения коэффициента трения, массы автомобиля и другие величины могут быть разными в реальных ситуациях, поэтому всегда важно учитывать конкретные условия задачи.
В данной задаче мы знаем начальную скорость автомобиля (90 км/ч), массу автомобиля (1,5 тонны) и коэффициент трения.
Во-первых, нам нужно перевести скорость автомобиля из километров в час в метры в секунду. Для этого мы знаем, что 1 км/ч = (1/3.6) м/с. Подставив это значение, получаем:
\[
90 \, \text{км/ч} = \frac{{90}}{{3.6}} \, \text{м/с} = 25 \, \text{м/с}
\]
Теперь можем использовать второй закон Ньютона, который гласит: сила трения равна произведению коэффициента трения на нормальную силу.
Нормальная сила равна произведению массы на ускорение свободного падения (9.8 м/с²):
\[
\text{Нормальная сила} = \text{масса} \times \text{ускорение свободного падения} = 1.5 \cdot 10^3 \, \text{кг} \times 9.8 \, \text{м/с}^2
\]
Подставляя значения, получим:
\[
\text{Нормальная сила} = 1.5 \cdot 10^3 \times 9.8 = 14.7 \cdot 10^3 \, \text{Н}
\]
Теперь можем написать уравнение второго закона Ньютона для горизонтального движения:
\[
\text{Сила трения} = \text{масса} \times \text{ускорение}
\]
Горизонтальное движение гальмующего автомобиля замедленное, поэтому ускорение будет отрицательным. Подставляя известные значения:
\[
\text{Коэффициент трения} \times \text{Нормальная сила} = \text{масса} \times \text{ускорение}
\]
Можно выразить ускорение:
\[
\text{Ускорение} = -\frac{{\text{Коэффициент трения} \times \text{Нормальная сила}}}{{\text{масса}}}
\]
Теперь подставим все известные значения и рассчитаем ускорение:
\[
\text{Ускорение} = -\frac{{\text{Коэффициент трения} \times 14.7 \cdot 10^3 \, \text{Н}}}{{1.5 \cdot 10^3 \, \text{кг}}}
\]
Таким образом, мы нашли значение ускорения. Чтобы найти время замедления, воспользуемся формулой:
\[
\text{Время} = \frac{{\text{Изменение скорости}}}{{\text{Ускорение}}}
\]
Изначальная скорость равна 25 м/с, а конечная скорость будет 0 м/с (так как автомобиль полностью остановится). Изменим знак ускорения, так как оно является отрицательным:
\[
-25 \, \text{м/с} = \text{Ускорение} \times \text{Время}
\]
Теперь мы можем найти время замедления:
\[
\text{Время} = \frac{{-25 \, \text{м/с}}}{{\text{Ускорение}}}
\]
Подставим значение ускорения и рассчитаем:
\[
\text{Время} = \frac{{-25 \, \text{м/с}}}{{\frac{{\text{Коэффициент трения} \times 14.7 \cdot 10^3 \, \text{Н}}}{{1.5 \cdot 10^3 \, \text{кг}}}}}
\]
Таким образом, мы можем рассчитать время замедления автомобиля с помощью указанных формул и известных значений. Следует отметить, что значения коэффициента трения, массы автомобиля и другие величины могут быть разными в реальных ситуациях, поэтому всегда важно учитывать конкретные условия задачи.
Знаешь ответ?