Каков коэффициент трения лыж о снег в данном случае, если верёвка жесткостью 12 кН/м удлинилась на 4 мм во время

Тема вопроса: Коэффициент трения лыж о снег

Объяснение: Коэффициент трения - это величина, характеризующая силу трения между двумя поверхностями, и в данном случае мы рассматриваем трение лыж о снег.

Для решения задачи нам необходимо использовать закон Гука - закон упругости, который говорит о том, что деформация (изменение длины) прямо пропорциональна приложенной силе. В данном случае, если верёвка жесткостью 12 кН/м удлинилась на 4 мм, мы можем использовать формулу:

F = k * x,

где F - сила, k - жесткость верёвки, x - изменение длины.

Переведем жесткость верёвки из кН/м в Н/м, умножив на 1000:

k = 12 * 1000 = 12000 Н/м.

Изменение длины x = 4 мм = 0.004 м.

Подставляем в формулу:

F = 12000 * 0.004 = 48 Н.

Эта сила - сумма всех сил, действующих в данной ситуации. Включая силу трения между лыжами и снегом, которую мы обозначим как Fтр.

Теперь нарисуем рисунок, где я обозначу все силы:

Лыжи

 ^

 |

 | Fтр

 |

 |---------> F = 48 N

 |

 |

Снег

В данном случае сила трения будет равна силе, то есть Fтр = 48 Н.

Так как сила трения между двумя поверхностями определяется как произведение коэффициента трения на нормальную силу (в данном случае это вес спортсмена со снаряжением), то мы можем использовать формулу:

Fтр = μ * N

где Fтр - сила трения, μ - коэффициент трения, N - нормальная сила.

Нормальная сила равна весу спортсмена со снаряжением:

N = m * g,

где m - масса спортсмена со снаряжением, g - ускорение свободного падения (приблизительно 9.8 м/с^2).

Подставляем значения:

N = 80 кг * 9.8 м/с^2 = 784 Н.

Теперь можем подсчитать коэффициент трения:

μ = Fтр / N = 48 Н / 784 Н ≈ 0.0612.

Таким образом, коэффициент трения лыж о снег в данном случае составляет примерно 0.0612.

Совет: Чтобы лучше понять понятие коэффициента трения и его физический смысл, рекомендуется провести дополнительные исследования и прочитать объяснения из физических учебников или интернет-ресурсов. Изучение примеров и решение задач по данной теме также поможет закрепить материал.

Практика: Подсчитайте силу трения между лыжами и снегом, если коэффициент трения равен 0.05, а нормальная сила составляет 500 Н.

Тема занятия: Коэффициент трения

Объяснение:
Коэффициент трения - это величина, характеризующая силу трения между двумя поверхностями. В данном случае, мы рассматриваем трение лыж о снег.

Чтобы найти коэффициент трения, мы можем использовать закон Гука, который связывает силу трения с удлинением и жесткостью (коэффициентом упругости) веревки.

Вначале, мы должны найти силу, действующую на веревку. Для этого, мы можем использовать второй закон Ньютона, который говорит, что сила равна произведению массы на ускорение. В данном случае, ускорение равно 0, так как спортсмен находится в равновесии. Таким образом, сила растяжения веревки равна силе притяжения спортсмена со снаряжением.

После этого, мы можем использовать закон Гука, который записывается следующим образом: F = k * x, где F - сила трения, k - коэффициент упругости (жесткость веревки) и x - удлинение веревки.

Учитывая, что удлинение равно 4 мм (0,004 м) и жесткость веревки 12 кН/м, мы можем подставить значения в формулу и вычислить силу трения.

Рисунок:


Силы, действующие в данной ситуации:

1. Сила трения F, направленная влево, и она равна силе растяжения веревки.
2. Сила притяжения m * g направлена вниз.
3. Сила опоры N, направленная вверх.

Например:
Найдите коэффициент трения лыж о снег в данном случае, если веревка жесткостью 12 кН/м удлинилась на 4 мм во время соревнований по скиджорингу, а масса спортсмена со снаряжением составляет 80 кг.

Шаг 1: Найдите силу растяжения веревки, используя второй закон Ньютона: F = m * g. F = 80 * 9,8 = 784 Н.

Шаг 2: Подставьте значения в закон Гука: F = k * x. 784 = k * 0,004.

Шаг 3: Найдите коэффициент трения, разделив обе части уравнения на 0,004. k = 784 / 0,004 = 196 000 Н/м.

Ответ: Коэффициент трения лыж о снег в данном случае равен 196 000 Н/м.

Совет: Для лучшего понимания закона Гука и его применения, рекомендуется изучить механику и основные понятия упругости.

Закрепляющее упражнение:
Каков коэффициент трения между книгой массой 2 кг и горизонтальной поверхностью, если книга движется со скоростью 3 м/с и останавливается через 4 с после того, как на нее действует сила сопротивления величиной 8 Н? (Подсказка: используйте второй закон Ньютона и уравнение движения для нахождения трения. Учтите, что трение направлено в противоположную сторону движения.)