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

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

Переведём скорость в СИ:

$$v_0=80\ \text{км/ч}=\frac{80\cdot1000}{3600}\approx22{,}2\ \text{м/с}$$

При равнозамедленном движении до остановки:

$$v=v_0+at$$

Так как $$v=0$$, то

$$a=-\frac{v_0}{t}$$

Путь при торможении:

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

Подставим $$a=-\frac{v_0}{t}$$:

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

Отсюда

$$t=\frac{2S}{v_0}=\frac{2\cdot43{,}2}{22{,}2}\approx3{,}9\ \text{с}$$

Тогда модуль ускорения:

$$|a|=\frac{v_0}{t}=\frac{22{,}2}{3{,}9}\approx5{,}7\ \text{м/с}^2$$

Сила, действующая на автомобиль:

$$F_1=m_1|a|=1720\cdot5{,}7\approx9{,}8\cdot10^3\ \text{Н}$$

Сила, действующая на пассажира:

$$F_2=m_2|a|=80\cdot5{,}7\approx4{,}6\cdot10^2\ \text{Н}$$

Эти силы направлены противоположно движению автомобиля. На автомобиль они действуют со стороны дороги и воздуха, а на пассажира — со стороны ремня безопасности и кресла.

Ответ: $$|a|\approx5{,}7\ \text{м/с}^2$$; $$F_1\approx9{,}8\cdot10^3\ \text{Н}$$; $$F_2\approx4{,}6\cdot10^2\ \text{Н}$$; силы направлены против движения.