Question

ПОМОГИТЕ, ЗАДАЧА ПО ФИЗИКЕ, ПОДРОБНО! Собака начинает тянуть санки с ребенком массой 25 кг с постоянной силой 150 Н, направленной горизонтально. Какое расстояние проедут санки за 10 с, если коэффициент трения полозьев санок о снег равен 0.5 ? Заранее огромное спасибо! :)

Answer 1

Дано

m=25кг

F=150Н

t=10с

μ=0.5

Ну вводно - действует сила трения, она будет отнимать от собакиной тяги в 150Н.  Узнаем какая получится суммарная сила на санки, из этой силы найдем с каким ускорением тянет собака санки, а зная ускорение найдем путь санок за 10 секунд с этим ускорением.

Сила трения:

Fтр=N*μ=m*g*μ

N это реакция опоры (на неподвижных опорах это вес)

Сумма сила

Fs=F-Fтр=F-m*g*μ

Ускорение

a=Fs/m=(F-m*g*μ)/m=F/m-g*μ

нет уточнения чему равняется g в задаче

если g=10, то a=150/25-10*0.5=6-5=1 м/c^2

если g=9.8, то a=150/25-9.8*0.5=6-4.9=1.1 м/c^2

Расстояние

S=a*t*t/2 (т.к. начальная скорость равнялась нулю)

если g=10, то S=1*10*10/2=50метров

если g=9.8, то S=1.1*10*10/2=55метров

Answer 2

Сила с которой тянутся санки F  

F=F(собаки) -F(трения)  

F(трения) =k*m*g=0.5*25*10=125Н (k-коэф. трения, m-масса санок, g-сила тяжести)  

F=150-125=25Н (санки тянутся с учетом трения с силой 25Н)  

F=m*a следовательно a=F/m=25/25=1м/с (санки тянутся с ускорением 1м/с)  

S=a*(t^2)/2=1*10*10/2=50м  

Санки проедут 50м.

Answer 3

Первым шагом рассчитаем силу трения, действующую на сани в направлении движения:

$F_{тр} = \mu F_{N}$

где $\mu$ - коэффициент трения, $F_{N}$ - сила реакции опоры, перпендикулярная к поверхности и равная весу саней и ребенка:

$F_{N} = m \cdot g = 25 \cdot 9.8 = 245$ Н

Тогда:

$F_{тр} = 0.5 \cdot 245 = 122.5$ Н

Так как собака тянет с постоянной силой 150 Н, то ее сила больше, чем сила трения. Следовательно, на санки будет действовать ускорение в направлении движения:

$a = \frac{F - F_{тр}}{m} = \frac{150 - 122.5}{25} = 1.1$ м/c²

Зная ускорение, можем найти скорость через время 10 секунд:

$v = a \cdot t = 1.1 \cdot 10 = 11$ м/с

Наконец, рассчитаем расстояние, которое проедут санки за 10 секунд, используя формулу:

$s = \frac{1}{2}at^{2} = \frac{1}{2} \cdot 1.1 \cdot 10^{2} = 55$ метров

Ответ: санки проедут 55 метров за 10 секунд.