Question

Лыжник массой 60 кг спускается с горы высотой 14 м с нулевой начальной скоростью а затем движется по горизонтальному участку не работая палками и останавливается Определите силу трения скольжения

Answer 1

Начальная энергия лыжника: mgh = 60*10*14 = 8400 Дж, при спуске он потерял 20%, значит осталось 0.8*8400 = 6720 Дж, которые потратились на работу силы трения: Fтр *L = 6720, тогда Fтр = 6720/40 = 168 Н.

Answer 2

Для решения этой задачи, нам необходимо разделить движение лыжника на две части: спуск с горы и движение по горизонтальному участку.

1. Спуск с горы:

Известные данные: - Масса лыжника (m) = 60 кг - Высота горы (h) = 14 м - Начальная скорость (u) = 0 (лыжник начинает с покоя)

Используем законы сохранения энергии:

Начальная потенциальная энергия = Кинетическая энергия на нижней точке

m * g * h = (1/2) * m * v^2

где: - m - масса лыжника - g - ускорение свободного падения (приблизительно 9.8 м/с² на поверхности Земли) - h - высота горы - v - скорость лыжника на нижней точке спуска

Решаем уравнение для v:

60 кг * 9.8 м/с² * 14 м = (1/2) * 60 кг * v^2 5880 кг·м²/с² = 30 кг * v^2 v^2 = 196 м²/с² v = 14 м/с

Теперь, когда мы знаем скорость лыжника на нижней точке спуска, мы можем перейти ко второй части движения.

2. Движение по горизонтальному участку:

На горизонтальном участке, когда лыжник не использует палки, его движение замедляется из-за силы трения скольжения.

Сила трения скольжения (F) можно выразить через коэффициент трения (μ) и нормальную силу (N), действующую на объект:

F = μ * N

Нормальная сила (N) равна весу лыжника, направленному вертикально вверх, и равна m * g.

Так как лыжник движется горизонтально, вертикальное движение отсутствует, и сумма сил по вертикали равна нулю.

N - m * g = 0 N = m * g

Теперь можем выразить силу трения скольжения через массу лыжника и коэффициент трения:

F = μ * m * g

Мы знаем, что масса лыжника m = 60 кг, а ускорение свободного падения g ≈ 9.8 м/с².

Теперь осталось уточнить значение коэффициента трения (μ). Этот параметр зависит от поверхности, по которой скользит лыжник. Без этой информации невозможно точно определить силу трения скольжения.

Если у вас есть конкретные значения для коэффициента трения, я могу помочь рассчитать силу трения скольжения.