Global EE

Динамика — Задание 6 ЕГЭ по физике №00047447

Задание №6. Механика. Установление Соответствия

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

12
Другие задания по теме «Динамика» (8)