Скатившись с горки, санки движутся по горизонтальной поверхности. Зависимость координаты санок от времени при движении по горизонтальной поверхности выражается в единицах СИ формулой х = 20 + 5t - 0,25t^2.
а)  Чему равна начальная скорость санок?
б)  Чему равен коэффициент трения между полозьями санок и снегом?
от

1 Ответ

дано:
- зависимость координаты от времени: x = 20 + 5t - 0.25t^2

найти:
а) начальную скорость санок
б) коэффициент трения между полозьями санок и снегом

решение:
а) Начальная скорость санок определяется как производная координаты по времени в момент t = 0.

v = dx/dt = d(20 + 5t - 0.25t^2)/dt = 5 - 0.5t.

Подставим t = 0:

v_0 = 5 - 0.5 * 0 = 5 м/с.

б) Для определения коэффициента трения, найдем ускорение санок из второй производной зависимости координаты:

a = dv/dt = d(5 - 0.5t)/dt = -0.5 м/с².

Согласно второму закону Ньютона, сила трения F_t равна массе санок умноженной на ускорение:

F_t = m * a.

Сила трения также выражается через коэффициент трения:

F_t = μ * N,

где N — нормальная сила. На горизонтальной поверхности N = mg, где g ≈ 9.81 м/с².

Равенство сил трения и силы инерции при движении приводит к уравнению:

μ * mg = m * a.

Сокращаем массу m (при условии, что она не равна нулю):

μg = a.

Теперь подставим известные значения и найдем коэффициент трения:

μ = a / g = -0.5 / 9.81 ≈ -0.051.

Так как коэффициент трения не может быть отрицательным, берем модуль:

μ ≈ 0.051.

ответ:
а) Начальная скорость санок равна 5 м/с.
б) Коэффициент трения между полозьями санок и снегом составляет примерно 0.051.
от