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

1. 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?

Дано

$$v_0=80\ \text{км/ч}$$
$$S=43{,}2\ \text{м}$$
$$v=0$$
$$m_1=1720\ \text{кг}$$
$$m_2=80\ \text{кг}$$

Ход решения

Переведём скорость в СИ:

$$v_0=80\cdot \frac{1000}{3600}\approx 22{,}2\ \text{м/с}$$

При равнозамедленном движении до остановки:

$$v=v_0+at$$
$$0=v_0-at$$
$$a=\frac{v_0}{t}$$

Путь при торможении:

$$S=v_0t-\frac{at^2}{2}$$

Так как $$a=\frac{v_0}{t}$$, то

$$S=v_0t-\frac{v_0t}{2}=\frac{v_0t}{2}$$

Отсюда

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

Тогда модуль ускорения:

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

Силы, действующие на автомобиль и пассажира:

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

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

Ускорение направлено противоположно движению. Значит, и силы направлены против движения автомобиля и пассажира.

• На автомобиль сила действует со стороны дороги и воздуха.
• На пассажира сила действует со стороны ремня и кресла.

Ответ

$$a\approx 5{,}7\ \text{м/с}^2$$, направлено противоположно движению.

На автомобиль действует сила $$F_1\approx 9{,}8\cdot 10^3\ \text{Н}$$ со стороны дороги и воздуха, направленная против движения.

На пассажира действует сила $$F_2\approx 4{,}6\cdot 10^2\ \text{Н}$$ со стороны ремня и кресла, направленная против движения.