Question

Велосипедист движется со скоростью 18 км/ч. Каков коэффициент трения, если предельный угол наклона велосипедиста к дороге 60 градусов?

Answer 1

В системе отсчета, связанной с велосипедистом на велосипедиста действуют сила тяжести, сила инерции и сила трения
выберем мгновенную ось вращения - точку соприкосновения колеса и земли
напомним, что велосипедист находится под углом 60 к горизонту
по правилу моментов велосипед не падает, если сумма моментов сил относительно оси вращения равна нулю
m*g*h*cos(60) - m*a*h*sin(60) = 0
m*a = m*g*cos(60) / sin(60)  - сила инерции
теперь 2 закон ньютона в системе отсчета связанной с велосипедом (а значит неинерциальной системе ) в которой велосипед неподвижен, в проекции на горизонталь
сумма сил трения и силы инерции равна нулю
их модули равны
m*a = мю*m*g
мю=m*a : m*g = m*g*cos(60) / sin(60) : m*g = cos(60) / sin(60) = 1/корень(3)

Answer 2

Коэффициент трения велосипедиста при предельном угле наклона к дороге 60 градусов

Для определения коэффициента трения велосипедиста при предельном угле наклона к дороге 60 градусов, мы можем использовать некоторые физические законы и формулы.

Один из подходов - использовать закон сохранения энергии. При предельном угле наклона к дороге, велосипедист будет двигаться с постоянной скоростью, что означает, что сила трения будет равна силе тяжести, направленной вдоль дороги.

Мы можем использовать следующую формулу для определения силы трения:

Fтр = m * g * sin(θ)

где: - Fтр - сила трения - m - масса велосипедиста и велосипеда - g - ускорение свободного падения (приближенно равно 9,8 м/с²) - θ - угол наклона дороги (в радианах)

В данном случае, угол наклона дороги равен 60 градусам, что соответствует π/3 радиан.

Также, нам дана скорость велосипедиста, которая составляет 18 км/ч. Чтобы использовать эту информацию, мы можем воспользоваться следующей формулой:

V = ω * R

где: - V - скорость велосипедиста - ω - угловая скорость (в радианах в секунду) - R - радиус кривизны движения

Мы можем предположить, что велосипед движется по горизонтальной дороге, поэтому радиус кривизны движения будет бесконечно большим.

Теперь мы можем решить эти уравнения, чтобы найти коэффициент трения.

Решение:

1. Переведем скорость велосипедиста из км/ч в м/с: - 18 км/ч = 18 * (1000 м / 3600 с) = 5 м/с

2. Найдем угловую скорость: - V = ω * R - 5 м/с = ω * R - Поскольку радиус кривизны движения бесконечно большой, то ω = 0

3. Найдем силу трения: - Fтр = m * g * sin(θ) - Подставим значения: - θ = π/3 радиан - g = 9,8 м/с² (ускорение свободного падения) - m - масса велосипедиста и велосипед (неизвестно) - Получаем уравнение: - Fтр = m * 9,8 м/с² * sin(π/3)

4. Найдем массу велосипедиста и велосипед: - Для этого нам не хватает информации о массе. Без этой информации невозможно точно определить коэффициент трения.

Таким образом, без знания массы велосипедиста и велосипеда, невозможно точно определить коэффициент трения при предельном угле наклона к дороге 60 градусов.