Question

Конькобежец массой 60 кг стоя на коньках на льду бросает в горизонтальном направлении предмет массой 1кг со скоростью 24м/с и откатывается на 40см Найдите коэф трения коньков о лед

Answer 1

m1=60 кг

m2 = 1 кг

v2=24 м/с

s=0.4 м

u - коэффициент трения

по закону сохр. импульса

 m1*v1=m2*v2

из этого

 v1=m2*v2/m1

на кон.беж.-ца действует противоположное движению ускорение u*g, 

v1 = u*g*t

s=1/2*u*g*t^2

s = 1/2*u*g*(v1/(u*g))^2

s = v1^2/(2*u*g)

s = (m2*v2)^2/(2*u*g*m1^2)

u = (m2*v2)^2/(2*s*g*m1^2)

 u=0.0204081633

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать законы сохранения импульса и энергии.

Из закона сохранения импульса получаем:

m1v1 = m2v2

где m1 и v1 - масса и скорость конькобежца перед броском предмета, m2 и v2 - масса и скорость конькобежца после броска предмета.

Из закона сохранения энергии получаем:

m1v1^2 = m2v2^2 + m2v3^2

где v3 - скорость откатывания конькобежца после броска предмета.

Так как скорость откатывания конькобежца нам дана в сантиметрах, а все остальные значения в метрах, нужно перевести откатывание конькобежца в метры:

v3 = 0.4 м / 40 с = 0.01 м / с

Теперь подставим все значения в уравнение сохранения энергии:

60кг * (24м/с)^2 = (60кг + 1кг) * (24м/с)^2 + (1кг) * (0.01м/с)^2

Решив это уравнение, найдем скорость после броска предмета:

v2 = 23.76 м/с

Теперь подставим значения в уравнение сохранения импульса:

60кг * 24м/с = (60кг + 1кг) * 23.76м/с

Решив это уравнение, найдем скорость перед броском предмета:

v1 = 24.2 м/с

Теперь, чтобы найти коэффициент трения коньков о лед, воспользуемся формулой для трения:

Fтр = μ * N

где Fтр - сила трения, μ - коэффициент трения, N - сила нормальной реакции.

Сила нормальной реакции равна силе тяжести, поэтому:

N = m * g

где m - масса конькобежца, g - ускорение свободного падения.

Подставляя значения, получим:

N = 60кг * 9.8м/с^2 = 588 Н

А сила трения равна разности между импульсами до и после броска предмета:

Fтр = m1 * v1 - m2 * v2

Подставляя значения, получим:

Fтр = 60кг * 24м/с - (60кг + 1кг) * 23.76м/с = 321.6 Н

Теперь можем найти коэффициент трения:

μ = Fтр / N = 321.6 Н / 588 Н ≈ 0.55