Вопрос школьника
Автомобиль массой 2 т затормозил и остановился, пройдя путь 50 м. Найдите работу силы трения и изменение кинетической энергии автомобиля, если дорога горизонтальна, а коэффициент сопротивления равен 0,4
Ответ от учителя
Работа силы трения можно найти по формуле:
A = F * s,
где A — работа силы трения, F — сила трения, s — путь, пройденный автомобилем.
Сначала найдем силу трения:
F = m * g * μ,
где m — масса автомобиля, g — ускорение свободного падения, μ — коэффициент сопротивления.
Подставляем известные значения:
F = 2 т * 9,8 м/с² * 0,4 = 7,84 тс.
Теперь можем найти работу силы трения:
A = 7,84 тс * 50 м = 392 Дж.
Изменение кинетической энергии автомобиля можно найти по формуле:
ΔE = Eк2 — Eк1,
где ΔE — изменение кинетической энергии, Eк2 — кинетическая энергия автомобиля после торможения, Eк1 — кинетическая энергия автомобиля до торможения.
Кинетическая энергия автомобиля до торможения равна:
Eк1 = (m * v1²) / 2,
где v1 — скорость автомобиля до торможения.
Поскольку скорость автомобиля до торможения неизвестна, предположим, что он двигался со скоростью 20 м/с. Тогда:
Eк1 = (2 т * 20 м/с²) / 2 = 400 кДж.
Кинетическая энергия автомобиля после торможения равна нулю, так как он остановился. Тогда:
ΔE = 0 — 400 кДж = -400 кДж.
Ответ: работа силы трения равна 392 Дж, изменение кинетической энергии автомобиля равно -400 кДж.
