На каком минимальном расстоянии от перекрёстка должен начать тормозить автомобиль, движущийся со скоростью 72 км/ч если коэффициент трения между шинами и дорогой равен 0.5?

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Минимальное расстояние до перекрёстка, на котором автомобиль должен начать торможение, составляет 40.8 м (при использовании ускорения свободного падения g=9.8 м/с2g equals 9.8 м/с squared). Шаг 1: Перевод величин в систему СИ и определение сил Для решения задачи необходимо перевести скорость из км/ч в м/с: v0=723.6=20 м/сv sub 0 equals 72 over 3.6 end-fraction equals 20 м/с При торможении на автомобиль действует сила трения Fтрcap F sub т р end-sub, которая сообщает ему отрицательное ускорение. Согласно второму закону Ньютона: ma=Fтрm a equals cap F sub т р end-subТак как сила трения определяется формулой Fтр=μNcap F sub т р end-sub equals mu cap N, а на горизонтальной дороге сила реакции опоры N=mgcap N equals m g, получаем: ma=μmga=μgm a equals mu m g implies a equals mu gШаг 2: Расчёт тормозного пути Используем кинематическую формулу для пути при равнозамедленном движении до полной остановки ( v=0v equals 0): v2v02=-2asv squared minus v sub 0 squared equals negative 2 a sПодставляем выражение для ускорения a=μga equals mu g: 0v02=-2μgs0 minus v sub 0 squared equals negative 2 mu g sОтсюда выражаем искомое расстояние ss: s=v022μgs equals the fraction with numerator v sub 0 squared and denominator 2 mu g end-fraction Подставляем численные значения ( μ=0.5mu equals 0.5, g9.8 м/с2g is approximately equal to 9.8 м/с squared): s=20220.59.8=4009.840.816 мs equals the fraction with numerator 20 squared and denominator 2 center dot 0.5 center dot 9.8 end-fraction equals 400 over 9.8 end-fraction is approximately equal to 40.816 м Если принять g=10 м/с2g equals 10 м/с squared, то s=40 мs equals 40 м. Ответ: Автомобиль должен начать тормозить на расстоянии не менее 40.8 м до перекрёстка. Нужно ли рассчитать, как изменится это расстояние на мокром асфальте или при другом значении коэффициента трения?

Форма ответа

Ваш аватар