Найти коэффициент трения

Это задание относится к предмету физики, а конкретнее — к разделу механики (законы движения, динамика, сила трения).

Дано:
  • Начальная скорость камня \( v0=2м/с\),
  • Пройденное расстояние до остановки \( S=20,4м\),
  • Конечная скорость камня \( v=0м/с\) (так как камень останавливается),
  • Найти: коэффициент трения \( μ\).
Решение:
  1. Выбор уравнения движения: Когда на тело действует сила трения, оно замедляется. В данном случае известно, что камень остановился после некоторого пути. Используем второй закон Ньютона и законы кинематики.
  2. Выпишем силу трения: Сила трения (при равномерном замедлении) равна: \[Fтр=μmg,\] где:
    • \( μ\) — коэффициент трения,
    • \( m\) — масса камня (она в итоге сократится),
    • \( g\) — ускорение свободного падения (примем его равным \( 9,8м/с2\)).
  3. Запишем уравнение динамики по второму закону Ньютона: По второму закону Ньютона сила трения равна произведению массы на ускорение замедления: \[Fтр=ma.\] Так как \( Fтр=μmg\), то: \[ma=μmg.\] Масса \( m\) сократится, и останется: \[a=μg.\]
  4. Отыщем ускорение: Для этого воспользуемся кинематическим уравнением связи скорости, ускорения и пройденного пути: \[v2=v02+2aS.\] Так как \( v=0\) (камень остановился), то уравнение примет вид: \[0=v02+2aS.\] Переносим \( v02\) в другую сторону: \[v02=2aS,\] следовательно: \[a=v022S.\] Подставляем значения: \[a=(2м/с)2220,4м=4м2/с240,8м0,098м/с2.\] Принятое ускорение отрицательно, так как камень замедляется.
  5. Найдем коэффициент трения: Теперь, зная, что \( a=μg\) и \( a=0,098м/с2\), можем найти \( μ\): \[μ=ag=0,098м/с29,8м/с2=0,01.\]
Ответ:

Коэффициент трения между камнем и льдом \( μ=0,01\).

Не нашли нужного вам решения? Оставьте заявку и наши авторы быстро и качественно помогут вам с решением.
Оставить заявку
Работа вам нужна срочно. Не волнуйтесь, уложимся!

Узнайте стоимость работы онлайн

  • 22423 авторов готовы помочь тебе.
  • 2402 онлайн
Напишем БЕСПЛАТНО любую работу за 30 минут