Динамика — Задание 6 ЕГЭ по физике №00047447
Динамика
№2. Задание 6
ID: 00047447
Гоночный болид движется по трассе. Перед боксами он тормозит с начальной скоростью $v_0$, после чего ему меняют все колёса на такие же, но с меньшим коэффициентом трения. Затем болид продолжает движение и тормозит второй раз на финише (с такой же начальной скоростью). Как изменятся тормозной путь и модуль ускорения при торможении гоночного болида после замены колёс? Сопротивлением воздуха пренебречь.
Тормозной путь | Ускорение |
|---|---|
|
|
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Решение
Болид тормозит дважды с одной и той же начальной скоростью $v_0$, но во второй раз колёса хуже сцепляются с трассой — коэффициент трения меньше. Выясним, как это скажется на ускорении и на тормозном пути.
Ускорение. Трасса горизонтальная, сопротивлением воздуха пренебрегаем, поэтому вдоль дороги на болид действует только сила трения колёс о покрытие. Она пропорциональна силе нормального давления, а та на горизонтальной дороге равна силе тяжести:
$$F_{\text{тр}}=\mu N=\mu mg.$$По второму закону Ньютона эта сила сообщает болиду ускорение:
$$ma=\mu mg\quad\Rightarrow\quad a=\mu g.$$Масса сократилась, ускорение зависит только от коэффициента трения. Коэффициент стал меньше — модуль ускорения уменьшится (цифра $2$).
Тормозной путь. При равнозамедленном движении до остановки скорость падает от $v_0$ до нуля, и путь связан со скоростью и ускорением формулой
$$s=\dfrac{v_0^2}{2a}=\dfrac{v_0^2}{2\mu g}.$$Начальная скорость та же, а коэффициент трения в знаменателе уменьшился — тормозной путь увеличится (цифра $1$).
Проверим себя через энергию. До остановки вся кинетическая энергия болида уходит на работу силы трения: $\mu mg\,s=\dfrac{mv_0^2}{2}$, откуда тот же результат $s=\dfrac{v_0^2}{2\mu g}$. Меньше трение — длиннее путь.
Ответ
Другие задания по теме «Динамика» (8)
- Задание 6 №00047665 — Ускорение свободного падения на поверхности некоторой сферической однородной…
- Задание 6 №00047558 — На рисунке изображены векторы, которые приложены к одному точечному телу.…
- Задание 6 №00047468 — Высота полёта по круговой орбите искусственного спутника над Землёй уменьшилась…
- Задание 6 №00047467 — Ускорение свободного падения на поверхности некоторой сферической однородной…
- Задание 6 №00047458 — Высота полёта искусственного спутника над Землёй уменьшилась с 450 до 350 км.…
- Задание 6 №00047456 — Тело массой m покоится на шероховатой наклонной плоскости, которая составляет…
- Задание 6 №00047454 — Спутник вращается вокруг Земли на расстоянии R. Масса спутника — m, а масса…
- Задание 6 №00047448 — От спутника за очень долгое время открепилась часть обшивки. В результате…