Велосипедист массой 80 кг, имеющий в конце спуска скорость 72 км/ч, останавливается через 40 с после окончания спуска. Определите силу трения и коэффициент трения.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения силы трения воспользуемся уравнением второго закона Ньютона:

ΣF = ma

где ΣF - сумма всех действующих сил, m - масса велосипедиста, a - ускорение движения.

Учитывая, что в конце спуска скорость велосипедиста равна 72 км/ч = 20 м/с, то первоначальное ускорение равно 0, так как на спуске нет трения. После конца спуска ему нужно пройти 40 метров, чтобы остановиться:

Δv = vf - vi = 0 - 20 = -20 м/с (обратное направление)

Теперь воспользуемся уравнением равноускоренного движения:

v^2 = u^2 + 2as

где v - конечная скорость (0), u - начальная скорость (20), a - ускорение, s - расстояние (40 м).

0 = 20^2 + 2a*40
a = -100 м/с^2

Теперь можем определить силу трения:

F_traction = 80 * 100 ≈ 8000 Н

Теперь определим коэффициент трения. Сила трения равна μ * N, где N - нормальная реакция, равная весу велосипедиста:

F_traction = μN
8000 = μ 80 9.8
μ ≈ 10/9.8 ≈ 1.02

Итак, сила трения равна 8000 Н, а коэффициент трения приблизительно равен 1.02.