Номер 512, страница 77 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Авторы: Марон А. Е., Марон Е. А., Позойский С. В.
Тип: Сборник вопросов и задач
Издательство: Просвещение
Год издания: 2022 - 2025
Цвет обложки: белый на синем фоне изображена телебашня
ISBN: 978-5-09-087199-0
Популярные ГДЗ в 9 классе
Закон сохранения механической энергии. Законы движения и взаимодействия тел - номер 512, страница 77.
№512 (с. 77)
Условие. №512 (с. 77)
скриншот условия

* 512. Докажите, что при одинаковой начальной скорости тормозной путь гружёного и негружёного автомобилей одинаков. Считать постоянным коэффициент трения.
Решение. №512 (с. 77)
Дано:
$v_{01} = v_{02} = v_0$ - начальная скорость гружёного и негружёного автомобилей.
$\mu_1 = \mu_2 = \mu$ - коэффициент трения для обоих автомобилей.
$m_1$ - масса негружёного автомобиля.
$m_2$ - масса гружёного автомобиля.
Найти:
Доказать, что тормозной путь $S_1$ негружёного автомобиля равен тормозному пути $S_2$ гружёного автомобиля, то есть $S_1 = S_2$.
Решение:
Для решения задачи воспользуемся теоремой о кинетической энергии. Согласно этой теореме, работа, совершаемая равнодействующей всех сил, приложенных к телу, равна изменению кинетической энергии тела:
$A = \Delta E_к = E_{к2} - E_{к1}$
В начале торможения автомобиль обладает кинетической энергией $E_{к1} = \frac{mv_0^2}{2}$. В конце тормозного пути автомобиль останавливается, поэтому его конечная кинетическая энергия $E_{к2} = 0$.
Работа совершается только силой трения, так как она является единственной силой, действующей в горизонтальном направлении (сопротивлением воздуха пренебрегаем). Работа силы трения отрицательна, так как сила трения направлена в сторону, противоположную перемещению.
$A = A_{тр} = -F_{тр} \cdot S$
где $S$ - тормозной путь.
Сила трения скольжения $F_{тр}$ равна произведению коэффициента трения $\mu$ на силу нормальной реакции опоры $N$. Для автомобиля, движущегося по горизонтальной поверхности, сила нормальной реакции опоры равна силе тяжести:
$N = mg$
Следовательно, сила трения:
$F_{тр} = \mu N = \mu mg$
Теперь подставим все выражения в теорему о кинетической энергии:
$-\mu mgS = 0 - \frac{mv_0^2}{2}$
$-\mu mgS = -\frac{mv_0^2}{2}$
Умножим обе части уравнения на $-1$ и сократим массу $m$:
$\mu gS = \frac{v_0^2}{2}$
Выразим тормозной путь $S$:
$S = \frac{v_0^2}{2\mu g}$
Как видно из полученной формулы, тормозной путь $S$ зависит от квадрата начальной скорости $v_0$ и коэффициента трения $\mu$, но не зависит от массы автомобиля $m$.
Поскольку по условию задачи начальная скорость и коэффициент трения одинаковы для гружёного и негружёного автомобилей, их тормозные пути будут одинаковы.
Ответ: Тормозной путь автомобиля при постоянном коэффициенте трения определяется выражением $S = \frac{v_0^2}{2\mu g}$, которое не зависит от массы автомобиля. Следовательно, при одинаковой начальной скорости тормозной путь гружёного и негружёного автомобилей будет одинаков, что и требовалось доказать.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 9 класс, для упражнения номер 512 расположенного на странице 77 к сборнику вопросов и задач 2022 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №512 (с. 77), авторов: Марон (Абрам Евсеевич), Марон (Евгений Абрамович), Позойский (Семён Вениаминович), ФГОС (старый) учебного пособия издательства Просвещение.