Конькобежец массой m= 80 кг может совершить по горизонтальной поверхности льда без заноса поворот радиусом R = 80 м на предельной скорости, ...
Условие:
Конькобежец массой m= 80 кг может совершить по горизонтальной поверхности льда без заноса поворот радиусом R = 80 м на предельной скорости, модуль которой v=9 м/с. Определите модуль максимальной силы трения, обеспечивающей поворот конькобежца. Каким будет угол наклона конькобежца к горизонту при совершении такого поворота?
Решение:
Для определения модуля максимальной силы трения, обеспечивающей поворот конькобежца, мы можем использовать второй закон Ньютона для движения по окружности.
Сила трения, действующая на конькобежца, направлена к центру окружности и является основной силой, обеспечивающей поворот. Модуль этой силы трения равен разности модулей центростремительной силы и силы тяжести:
Fтрения = Fцентростремительная - Fтяжести
Центростремительная сила равна массе конькобежца, умноженной на квадрат его скорости и деленной на радиус поворота:
Fцентростремительная = m * v^2 / R
Сила тяжести равна произведению массы конькобежца на ускорение свободного падения g:
Fтяжести = m * g
Таким образом, модуль максимальной силы трения будет равен:
Fтрения = m * v^2 / R - m * g
Подставляя известные значения, получаем:
Fтрения = 80 * (9^2) / 80...
