Question

Лыжник массой 60кг спускается с горы и имеет в конце спуска скорость 10мс. Через 40 с после окончания спуска он останавливается.Определите величину силы сопротивления и коэффициента трения.

Answer 1

Ответ:

15Н

Объяснение:

Запишем уравнение скорости при равноускоренном движении.

υ=υ₀+at

Поскольку скорость после остановки = 0, то можем выразить ускорение.

a=υ₀/t; 10/40 = 0,25

По второму закону ньютона

Fсопр = ma; 60 * 0,25 = 15Н

Answer 2

Для определения величины силы сопротивления и коэффициента трения, мы можем использовать законы движения и применить уравнение движения для ускоренного движения сопротивления:

$F_{сопр} = m \cdot a$

где: $F_{сопр}$ - сила сопротивления, $m$ - масса лыжника (60 кг), $a$ - ускорение.

Мы знаем, что лыжник остановился после 40 секунд, и его начальная скорость (на конце спуска) составляет 10 м/с. Мы можем использовать следующее уравнение движения:

$v = u + at$

где: $v$ - конечная скорость (0 м/с, так как лыжник остановился), $u$ - начальная скорость (10 м/с), $a$ - ускорение, $t$ - время движения (40 секунд).

Мы также знаем, что ускорение равно ускорению свободного падения, так как сила сопротивления является силой трения в данном случае. Ускорение свободного падения на Земле обозначается $g$ и примерно равно 9.8 м/с².

Таким образом, мы можем решить уравнение для ускорения:

$0 = 10 + a \cdot 40$ $a = \frac{{-10}}{{40}} = -0.25 \, \text{м/с}^2$

Теперь мы можем найти силу сопротивления:

$F_{сопр} = 60 \cdot (-0.25) = -15 \, \text{Н}$

Ответ: Величина силы сопротивления равна 15 Н (обратное направление движению).

Чтобы определить коэффициент трения ($\mu$), мы можем использовать следующее уравнение для силы трения:

$F_{трения} = \mu \cdot N$

где: $F_{трения} = -F_{сопр}$ (по модулю, так как сила трения направлена противоположно движению), $N$ - нормальная сила, которая равна силе тяжести, $N = m \cdot g$.

Подставим известные значения:

$\mu \cdot m \cdot g = 15$

$\mu = \frac{{15}}{{m \cdot g}}$ $\mu = \frac{{15}}{{60 \cdot 9.8}}$ $\mu \approx 0.025$

Ответ: Коэффициент трения между лыжником и поверхностью составляет примерно 0.025.