Question

На каком расстоянии от перекрёстка начинает тормозить шофёр при красном свете светофора, если автомобиль движется вверх по шоссе с углом наклона α = 30o со скоростью 60 км/час? Коэффициент трения между шинами и дорогой равен 0,1.

Answer 1

Обозначим нужное расстояние буквой х. Банально, но традиционно.

1. В начале процесса торможения машина имеет кинетическую энергию Е = mv^2 / 2.
2. При торможении будет совершиться отрицательная работа двух сил: тяжести за счёт подъёма машины в горку, и трения. В сумме эти две работы съедят кинетическую энергию, и машина встанет как вкопанная.

Считаем работу силы тяжести: Ат = mgх* sin(a).
Считаем работу силы трения: Атр = mg cos(a) * x * mu (mu-коэфф трения)

3. Складываем всё в кучку.
Е = Ат + Атр
mv^2 / 2 = mgx sin(a) + mgcos(a) x mu
Масса сразу сокращается. (х g ) выносим за скобку
xg * ( sin(a) + mu*cos(a) ) = v^2 / 2
Отсюда х = v^2 / ( 2 * g * (sin(a) + mu * cos(a) )) - это формула для вычисления ответа.


4. Переводим скорость в м/с: 60 км/ч = 16,67 м/с. Подставляем
х = ( 16,67 ^ 2 ) / ( 2 * 10 * ( 0,5 + 0,1 * 0,866 ))
На моём абаке получилось х = 23,7 метра, если не наврал. Проверь за мной, и удачи. Привет учительнице.