Автомобиль массой 1200 кг тормозит с 20 м/с и останавливается через 40 м — найдите силу торможения и коэффициент трения
Условие
Автомобиль массой 1200 кг движется по горизонтальной дороге со скоростью 20 м/с. Водитель начинает торможение, и машина останавливается, проехав 40 м. Тормозящую силу считать постоянной, а колёса при торможении — скользящими по дороге. Найдите модуль тормозящей силы и коэффициент трения между шинами и дорогой. Принять g = 10 м/с².
Ответ
F = 6000 Н (6 кН); μ = 0,5
Решение по шагам
Шаг 1. Выбираем кинематическую формулу
Тормозящая сила постоянна, значит движение равнозамедленное с постоянным ускорением. Времени торможения в условии нет, зато известны начальная скорость и путь, поэтому берём связь без времени: . В момент остановки , откуда для модуля ускорения .
Шаг 2. Второй закон Ньютона и коэффициент трения
По горизонтали на автомобиль действует только сила трения со стороны дороги — она и тормозит машину: . По вертикали дорога горизонтальна, поэтому . Колёса скользят, значит сила трения скольжения равна , и коэффициент найдётся как — масса сократится.
Осталось ещё 2 шага — откроются после входа:
- Шаг 3. Считаем ускорение и тормозящую силу
- Шаг 4. Находим коэффициент трения и проверяем
Бесплатно · займёт минуту
Частые ошибки
- ✗
Делят скорость на путь () и называют это ускорением — нужна формула .
- ✗
Теряют двойку в и получают м/с², а затем силу 12 кН.
- ✗
Вычисляют — забывают про ; коэффициент трения безразмерен и для дороги не может быть равен 5.