Упр.12.21 ГДЗ Лукашик 7-9 класс по физике (Физика)

При аварийном торможении автомобиль, двигавшийся со скоростью $$80\ \text{км/ч}$$, прошёл до полной остановки путь, равный $$43{,}2\ \text{м}$$. Определите средние значения ускорения и сил, действующих на: автомобиль массой $$1720\ \text{кг}$$; пассажира массой $$80\ \text{кг}$$. Со стороны каких тел и в каком направлении действуют эти силы?

Переведём скорость в СИ:

$$v_0=80\ \text{км/ч}=\frac{80\cdot1000}{3600}\approx 22{,}2\ \text{м/с}$$

При равнозамедленном движении до остановки:

$$v=v_0+at,\qquad v=0$$
$$S=v_0t-\frac{at^2}{2}$$

Так как $$a=\frac{v_0}{t}$$, то

$$S=v_0t-\frac{v_0t}{2}=\frac{v_0t}{2}$$
$$t=\frac{2S}{v_0}=\frac{2\cdot 43{,}2}{22{,}2}\approx 3{,}9\ \text{с}$$

Тогда модуль ускорения:

$$a=\frac{v_0}{t}=\frac{22{,}2}{3{,}9}\approx 5{,}7\ \text{м/с}^2$$

Сила, действующая на тело, равна:

$$F=ma$$

Для автомобиля:

$$F_1=m_1a=1720\cdot 5{,}7\approx 9{,}8\cdot 10^3\ \text{Н}$$

Для пассажира:

$$F_2=m_2a=80\cdot 5{,}7\approx 4{,}6\cdot 10^2\ \text{Н}$$

Эти силы направлены противоположно движению автомобиля. На автомобиль действует сила со стороны дороги, а на пассажира — сила со стороны ремня и кресла.

Ответ: $$a\approx 5{,}7\ \text{м/с}^2$$; $$F_1\approx 9{,}8\cdot10^3\ \text{Н}$$; $$F_2\approx 4{,}6\cdot10^2\ \text{Н}$$. Силы направлены против движения: на автомобиль — со стороны дороги, на пассажира — со стороны ремня и кресла.