Question

Вагон массой 10 в 4 степени кг отцепился от движущегося состава и, двигаясь равнозамедленно, за 20 с прошел путь 20 м, после чего остановился. Найти силу трения, коэффициент трения и начальную скорость вагона.​

Answer 1

Если считать, что вагон начал ехать и ускорялся, то начальная скорость 0, поэтому:

S = at^2/2 => a = 2S/t^2 = 2*20/20^2 = 0.1 м/с^2

На тело действуют сила тяготения, реакции опоры (взаимоуничтожаются) и трения, u-коэф.трения. 2 з-н Ньютона:

Fтр = m*a = u*m*g => u = a/g = 0.1/10 = 0.01

Fтр = m*a = 10^4*0.1 = 1000 Н

Найдем начальную скорость:

S = V*t-a*t^2/2 => V = (S+a*t^2/2)/t = 2 м/с

Answer 2

Для решения этой задачи воспользуемся вторым законом Ньютона, который гласит, что сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению массы тела на его ускорение.

Ускорение можно выразить, используя формулу движения:

S = ut + (1/2)at^2,

где S - пройденное расстояние, u - начальная скорость, t - время, a - ускорение.

Зная, что вагон движется равнозамедленно, мы можем сказать, что его ускорение постоянно и равно -a, где a - ускорение состава.

В данной задаче у нас есть следующие данные: Масса вагона (m) = 10^4 кг, Пройденное расстояние (S) = 20 м, Время движения (t) = 20 с.

1. Найдем ускорение состава: Используем формулу S = ut + (1/2)at^2 и подставим известные значения: 20 = 0 + (1/2)a(20^2). 20 = 200a. a = 20/200 = 0.1 м/с^2.

2. Найдем силу трения: Используем второй закон Ньютона: F = ma, где F - сила трения, m - масса вагона, a - ускорение состава. F = 10^4 кг * 0.1 м/с^2 = 10^3 Н.

3. Найдем коэффициент трения: Используем формулу силы трения: F = μN, где μ - коэффициент трения, N - нормальная сила. В данном случае нормальная сила равна силе тяжести, так как вагон движется горизонтально. N = mg, где m - масса вагона, g - ускорение свободного падения (примем его равным 9.8 м/с^2). N = 10^4 кг * 9.8 м/с^2 = 9.8 * 10^4 Н. Теперь можем выразить коэффициент трения: μN = 10^3 Н, μ * (9.8 * 10^4 Н) = 10^3 Н, μ = (10^3 Н) / (9.8 * 10^4 Н) = 0.0102.

Таким образом, сила трения равна 10^3 Н, коэффициент трения равен 0.0102, а начальная скорость вагона (u) равна 0, так как вагон двигается равнозамедленно.