Номер 266, страница 40 - гдз по физике 10-11 класс задачник Рымкевич

266. Что должен сделать водитель машины, подъезжая к крутому повороту? Почему водитель должен быть особенно внимательным в сырую погоду, во время листопада или при гололёде?

Что должен сделать водитель машины, подъезжая к крутому повороту?

При движении автомобиля на повороте на него действует центростремительная сила, которая удерживает его на траектории, представляющей собой дугу окружности. Эта сила, согласно второму закону Ньютона, равна $F_ц = ma_ц = \frac{mv^2}{R}$, где $m$ – масса автомобиля, $v$ – его скорость, а $R$ – радиус поворота.

Роль центростремительной силы в данном случае выполняет сила трения покоя между шинами автомобиля и дорожным покрытием. Максимальная величина этой силы ограничена: $F_{тр.max} = \mu N$, где $\mu$ – коэффициент трения, а $N$ – сила нормальной реакции опоры.

Крутой поворот характеризуется малым радиусом $R$. Как видно из формулы для центростремительной силы, чем меньше радиус $R$ и чем больше скорость $v$, тем большая сила требуется для удержания автомобиля на повороте. Если требуемая центростремительная сила $ \frac{mv^2}{R} $ превысит максимальную силу трения $F_{тр.max}$, произойдет занос автомобиля, так как сцепление колес с дорогой будет недостаточным.

Чтобы этого избежать, водитель должен заранее снизить скорость $v$ перед входом в поворот. Уменьшение скорости значительно снижает величину необходимой центростремительной силы (она пропорциональна квадрату скорости), что позволяет безопасно пройти поворот даже при малом радиусе.

Ответ: Подъезжая к крутому повороту, водитель должен заблаговременно снизить скорость.

Почему водитель должен быть особенно внимательным в сырую погоду, во время листопада или при гололёде?

Безопасное управление автомобилем (разгон, торможение, повороты) напрямую зависит от силы сцепления колес с дорогой, то есть от силы трения. Величина максимальной силы трения определяется коэффициентом трения $\mu$ между шинами и дорожным покрытием.

В сырую погоду вода, попадая между шинами и дорогой, действует как смазка и значительно уменьшает коэффициент трения. Во время листопада мокрые листья на дороге создают еще более скользкий слой, который еще сильнее снижает сцепление. При гололёде коэффициент трения между резиной и льдом становится критически низким.

Снижение коэффициента трения $\mu$ означает, что максимальная сила трения, способная удержать автомобиль на повороте или обеспечить эффективное торможение, резко падает. В результате, максимально допустимая скорость на повороте, при которой автомобиль не сорвется в занос, становится значительно ниже. Тормозной путь автомобиля существенно увеличивается, а при резком разгоне колеса могут начать пробуксовывать. По этим причинам водитель должен быть особенно внимательным и осмотрительным в таких погодных условиях, снижать скорость, увеличивать дистанцию до других автомобилей и избегать резких маневров.

Ответ: В сырую погоду, во время листопада или при гололёде коэффициент трения между шинами и дорогой значительно уменьшается, что резко снижает сцепление с дорогой. Это увеличивает риск заноса на поворотах, удлиняет тормозной путь и может привести к потере управления автомобилем.