Вопрос школьника
Автомобиль массой 1 т при торможении проходит до остановки 20 м. Какую работу совершает при этом сила трения, если коэффициент трения равен 0,25?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо воспользоваться формулой для работы силы:
A = F * s * cos(α),
где A — работа силы, F — сила, s — путь, пройденный телом под действием силы, α — угол между направлением силы и направлением движения тела.
В данном случае сила, действующая на автомобиль, — это сила трения, которая направлена противоположно направлению движения автомобиля. Угол между направлением силы трения и направлением движения автомобиля равен 180 градусов, поскольку сила трения направлена в противоположную сторону.
Таким образом, формула для работы силы трения примет вид:
A = Fтр * s * cos(180°),
где Fтр — сила трения.
Так как cos(180°) = -1, то формула упрощается до:
A = -Fтр * s.
Из условия задачи известны масса автомобиля m = 1000 кг, путь торможения s = 20 м и коэффициент трения μ = 0,25. Необходимо найти работу силы трения A.
Сила трения можно найти по формуле:
Fтр = μ * N,
где N — сила реакции опоры, равная в данном случае весу автомобиля:
N = m * g,
где g — ускорение свободного падения, принимаемое равным 9,8 м/с².
Таким образом, сила трения будет равна:
Fтр = μ * N = μ * m * g = 0,25 * 1000 кг * 9,8 м/с² = 2450 Н.
Теперь можно найти работу силы трения:
A = -Fтр * s = -2450 Н * 20 м = -49000 Дж.
Ответ: сила трения совершает работу в размере 49000 Дж.
