Помогите пожалуйста. Лыжник массой 70 кг, имеющий в конце спуска скорость 36 км/ч, останавливается через 20 с после окончания спуска. Определите величину силы трения. Чему равен коэффициент трения? Чему равно ускорение торможения?

Дайте ответы на приведенный вопрос.

Чтобы решить эту задачу, нам нужно найти три значения: силу трения, коэффициент трения и ускорение торможения лыжника. Давайте разберемся поэтапно.

Дано:

1. Масса лыжника $m = 70$ кг.
2. Скорость в конце спуска $v = 36$ км/ч. Переведем её в метры в секунду: $$v = 36 \, \text{км/ч} = \frac{36 \times 1000}{3600} = 10 \, \text{м/с}$$
3. Время, за которое лыжник остановился после окончания спуска, $t = 20$ с.

Найти:

1. Силу трения $F_{\text{тр}}$.
2. Коэффициент трения $\mu$.
3. Ускорение торможения $a$.

Решение:

Шаг 1: Найдем ускорение торможения $a$

Поскольку лыжник замедляется, его ускорение будет отрицательным. Используем формулу для нахождения ускорения при известной начальной скорости и времени торможения:

Здесь $v_0 = 10 \, \text{м/с}$, а конечная скорость $v = 0$ (поскольку лыжник остановился).

Подставим значения:

Значит, ускорение торможения $a = -0{,}5 \, \text{м/с}^2$.

Шаг 2: Найдем силу трения $F_{\text{тр}}$

По второму закону Ньютона, сила трения, замедляющая движение лыжника, равна произведению массы на ускорение:

Подставим значения:

Знак минус здесь указывает, что сила направлена в сторону, противоположную движению лыжника. Таким образом, величина силы трения $F_{\text{тр}} = 35 \, \text{Н}$.

Шаг 3: Найдем коэффициент трения $\mu$

Сила трения также может быть найдена по формуле:

где $N$ — сила нормальной реакции опоры, которая равна силе тяжести, так как лыжник движется по горизонтальной поверхности после окончания спуска:

где $g = 9{,}8 \, \text{м/с}^2$ — ускорение свободного падения. Подставим значения:

Теперь выразим коэффициент трения $\mu$:

Ответы:

1. Сила трения $F_{\text{тр}} = 35 \, \text{Н}$.
2. Коэффициент трения $\mu \approx 0{,}051$.
3. Ускорение торможения $a = -0{,}5 \, \text{м/с}^2$.

Надеюсь, это подробное объяснение поможет вам понять, как решить подобные задачи!