Автомобиль движется со скоростью v0 по горизонтальной дороге. на какой угол наклонится автомобиль при резком торможении и каким будет его тормозной путь? коэффициент трения m. центр мас автомобиля о расположен на равном расстоянии от передних и задних колес на высоте h.
данные:
v0=54км/ч
m=0,8
h=50см
l=2.5м
δ=10
Для начала, определим условия задачи. Автомобиль движется по горизонтальной дороге со скоростью v0, коэффициент трения м равен 0,8. Центр масс автомобиля находится на равном расстоянии от передних и задних колес, на высоте h. Также, имеются следующие значения: v0 = 54 км/ч, m = 0,8, h = 50 см, l = 2.5 м и δ = 10.
1. Рассчитаем скорость автомобиля в м/с:
v0 = 54 км/ч = 54 * 1000 / 3600 = 15 м/с
2. Найдем максимально возможное значение угла наклона автомобиля при торможении. Для этого воспользуемся законом сохранения энергии. Потенциальная энергия автомобиля превращается в работу силы трения.
Масса автомобиля можно найти, воспользовавшись формулой m = m*9,8, где m* – масса автомобиля.
Тогда по формуле потенциальной энергии Ep = m * g * h, где g – ускорение свободного падения, найдем Ep.
m = m* * 9,8
Ep = m * g * h
3. Найдем работу силы трения, которая равна силе трения умноженной на путь t.
Fтр = m * g * sin(δ)
Aтр = Fтр * t
4. Используя закон сохранения энергии, приравняем потенциальную энергию к работе силы трения.
Ep = Aтр
m * g * h = m * g * sin(δ) * t
5. Найдем путь t и угол наклона автомобиля при резком торможении.
t = l / cos(δ)
sin(δ) = h / l
Подставим значения в формулы и рассчитаем:
m = m* * 9.8 = 0.8 * 9.8 = 7.84 кг
Ep = m * g * h = 7.84 * 9.8 * 0.5 = 38.352 Дж
sin(δ) = h / l = 0.5 / 2.5 = 0.2
cos(δ) = √(1 - (sin(δ))^2) = √(1 - 0.2^2) = √(1 - 0.04) = √0.96 = 0.9798
t = l / cos(δ) = 2.5 / 0.9798 = 2.556 м
Aтр = Fтр * t
Fтр = m * g * sin(δ) = 7.84 * 9.8 * 0.2 = 15.264 Н
Aтр = 15.264 * 2.556 = 39.045 Дж
Это значит, что при резком торможении автомобиль наклонится на угол δ = 10 градусов и его тормозной путь будет равен t = 2.556 метра.