1145. Fizyka szkolna - zadania - kinematyka - ruch opóźniony
2021-03-27

Ruch opóźniony - zadanie

Zadanie

Inna wersja strony

Samochód osobowy o łącznej masie (z pasażerami) m=1000 kg jedzie z prędkością v=108 km/h. Następnie rozpoczyna hamowanie i zatrzymuje się po przejechaniu drogi s=300 m.

A) Obliczyć pracę sił hamujących (oporów ruchu i tarcia).

B) Obliczyć średnią siłę hamującą.

C) Obliczyć średnie przyspieszenie (opóźnienie) ruchu.

D) Obliczyć czas hamowania, jeżeli hamowanie odbywało się ruchem jednostajnie zmiennym.

Rozwiązanie

Co jest przyczyną zmiany ruchu?

Jakie siły działają na samochód?

Jaki jest skutek działania tych sił?

Dlaczego przyjmujemy założenia o stałej sile?

A) Obliczyć pracę sił hamujących (oporów ruchu i tarcia)

Jaka jest definicja pracy mechanicznej?

Jakie jest przesunięcie ciała?

Jaka jest siła działająca na ciało?

A) Obliczyć pracę sił hamujących (oporów ruchu i tarcia)

Trzeba pamiętać o tym, że pracę wykonuje samochód kosztem swej energii kinetycznej.
Oznacza to, że praca jest ujemna.
Energia kinetyczna samochodu maleje aż do zera - w przypadku, gdy samochód zatrzymuje się.
Poniewaz łatwiej jest operować liczbami dodatnini niż ujemnymi, będziemy dalej mówić o "pracy" sił hamujących.

Wzór na "pracę" sił hamujących

Wzór na pracę sił hamujących

Obliczenie "pracy" sił hamujących

Obliczenie pracy sił hamujących

B) Obliczyć średnią siłę hamującą.

Będziemy korzystać z modelu ruchu prostoliniowego punktu materialnego ze stałym przyspieszeniem.
Rozmiary samochodu w tym zadaniu nie są istotne - nie uwzględniamy ich w rozwiązaniu.
Dobrą wielkością zastępczą jest wielkość prędkości średniej.

Wyprowadzenie wzoru na siłę hamującą.

Wyprowadzenie wzoru

Obliczenie wartości sił hamujących

Obliczenie wartości sił hamujących

C) Obliczyć średnie przyspieszenie (opóźnienie) ruchu.

Wyprowadzenie wzoru

Wyprowadzenie wzoru

Obliczenie wartości przyspieszenia (opóźnienia)

Obliczenie wartości przyspieszenia (opóźnienia)

D) Obliczyć czas hamowania, jeżeli hamowanie odbywało się ruchem jednostajnie zmiennym.

Wyprowadzenie wzoru

Wyprowadzenie wzoru

Obliczenie czasu hamowania

Obliczenie czasu hamowania

Inna wersja strony