Question

Лыжник массой 70 кг, имеющий в конце спуска скорость 10 м/с, останавливается через 20 с после спуска. Определите величину силы трения и ее работу. Определите коэффициент трения.

Answer 1

m=70 kg

Vo=10м/с  

t=20 с  

Fтр- ?

а=(V-Vo)/t=-10/20=-0,5 м/с2

Fтр=m*IaI=70*0,5=35 Н

Answer 2

Для решения данной задачи, воспользуемся законами сохранения энергии и движения.

1. Найдем работу силы трения: Работа силы трения равна изменению кинетической энергии лыжника: Работа = ΔКинетическая энергия

Кинетическая энергия определяется формулой: Кинетическая энергия (К) = (масса * скорость^2) / 2

Перед спуском лыжник находится в состоянии покоя, поэтому его начальная кинетическая энергия равна нулю.

Кинетическая энергия после спуска равна: К = (70 кг * (10 м/с)^2) / 2 = 3500 Дж

Таким образом, работа силы трения равна 3500 Дж.

2. Найдем величину силы трения: Мы знаем, что работа силы трения также равна произведению силы трения на расстояние, на которое сила действует, обозначим это расстояние за d.

Работа = Сила трения * расстояние

3500 Дж = Сила трения * d

Теперь нам нужно определить расстояние d. Мы знаем, что лыжник останавливается через 20 с после спуска, и в этот момент его скорость равна нулю. Мы можем использовать уравнение движения для поиска расстояния:

Финальная скорость (V) = Начальная скорость (u) + Ускорение (a) * Время (t)

0 = 10 м/с + a * 20 с

a = -0.5 м/с^2

Теперь мы можем найти расстояние, используя уравнение движения:

Расстояние (d) = Начальная скорость (u) * Время (t) + (Ускорение (a) * Время (t)^2) / 2

d = 10 м/с * 20 с + (-0.5 м/с^2) * (20 с)^2 / 2 d = 200 м - 200 м = 0

Таким образом, расстояние d равно нулю.

Теперь, вернемся к уравнению для работы силы трения:

3500 Дж = Сила трения * 0

Сила трения = 3500 Дж / 0 (деление на ноль, так как расстояние d равно нулю)

Ответ: Сила трения равна 0 Н (ньютон).

3. Определим коэффициент трения: Коэффициент трения (μ) можно определить, используя уравнение:

Сила трения = Коэффициент трения * Нормальная сила

Где нормальная сила - это сила, действующая перпендикулярно к поверхности, на которую лыжник скользит. В данной задаче предполагаем, что нормальная сила равна весу лыжника.

Масса (m) = 70 кг Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/с^2 (приближенное значение на поверхности Земли) Нормальная сила (N) = масса * ускорение свободного падения N = 70 кг * 9.8 м/с^2 ≈ 686 Н

Теперь мы можем найти коэффициент трения:

0 Н = Коэффициент трения * 686 Н

Коэффициент трения = 0 Н / 686 Н = 0

Ответ: Коэффициент трения равен 0.