Вопрос школьника
Автомобиль массой 2 т движется со скоростью 36 км/ч. Какое время требуется для полной остановки автомобиля после выключения двигателя, если сила трения колес о дорогу равна 5880 Н?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать законы динамики и кинематики.
Согласно первому закону Ньютона, тело сохраняет свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока на него не действует внешняя сила. В данном случае, после выключения двигателя, на автомобиль начинает действовать только сила трения колес о дорогу.
Согласно второму закону Ньютона, сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на его ускорение. В данном случае, ускорение автомобиля будет равно отрицательной величине, так как он замедляется. Таким образом, можно записать уравнение:
F = ma
где F — сила трения, m — масса автомобиля, a — ускорение.
Перепишем это уравнение в виде:
a = F/m
Подставим известные значения:
a = 5880 Н / 2000 кг = 2,94 м/с²
Теперь можно использовать уравнение кинематики для равномерно замедленного движения:
v = v0 — at
где v — скорость в конечный момент времени, v0 — начальная скорость, t — время, a — ускорение.
Так как автомобиль движется со скоростью 36 км/ч, то начальная скорость будет равна:
v0 = 36 км/ч = 10 м/с
Также известно, что конечная скорость должна быть равна нулю, так как автомобиль полностью останавливается. Подставим все известные значения и найдем время:
0 = 10 м/с — 2,94 м/с² * t
t = 10 м/с / 2,94 м/с² = 3,4 секунды
Таким образом, для полной остановки автомобиля после выключения двигателя требуется 3,4 секунды.
