Главная идея
Физика

При какой наименьшей скорости мотоциклист может перемещаться по вертикальной стене, которая представляет собой

При какой наименьшей скорости мотоциклист может перемещаться по вертикальной стене, которая представляет собой внутреннюю поверхность цилиндра радиусом R = 10 м, так чтобы оставаться на одной и той же высоте? Известно, что при движении по горизонтальной поверхности с тем же коэффициентом трения и радиусом цилиндра, максимально допустимая скорость равна vo = 5 м/с. Ускорение свободного падения равно g = 10 м/с^2. Выразите ответ в м/с и округлите до целого числа. Оцените это упражнение.
Верные ответы (1):
  • Морской_Корабль
    Морской_Корабль
    65
    Показать ответ
    Главная идея: Данная задача связана с пониманием взаимодействия между силами находящимися в равновесии, в данном случае гравитационной силой и трением. Мы должны найти минимальную скорость, чтобы мотоциклист оставался на одной и той же высоте при движении по вертикальной стене столба. Для этого нам нужно учесть равновесие между силой трения и гравитационной силой.

    Пошаговое решение:
    1. Рассмотрим первое условие: при движении по горизонтальной поверхности максимально допустимая скорость равна 5 м/с. Это значит, что сила трения, действующая на мотоциклиста при этой скорости, равна силе тяжести. Обозначим эту силу трения как Fтр.
    2. Так как мотоциклист находится в равновесии на вертикальной стене, где он движется с постоянной скоростью, гравитационная сила, действующая на мотоциклиста, будет уравновешена силой трения.
    3. Гравитационная сила равна массе мотоциклиста, умноженной на ускорение свободного падения (Fг = mg), где m - масса мотоциклиста и g - ускорение свободного падения.
    4. Таким образом, сила трения должна быть равна гравитационной силе: Fтр = Fг.
    5. Воспользуемся известными значениями: m = 80 кг (предположим массу мотоциклиста), g = 10 м/с^2.
    6. Подставим значения в уравнение и найдем силу трения: Fтр = mg = (80 кг)(10 м/с^2) = 800 Н.
    7. Скорость, при которой мотоциклист будет находиться на одной и той же высоте на вертикальной стене, будет равна максимально допустимой скорости на горизонтальной поверхности, так как сила трения должна быть одинаковой. Таким образом, ответ: 5 м/с.

    Совет: Для лучшего понимания задачи рекомендуется визуализировать вертикальную стену, представленную внутренней поверхностью цилиндра. Попробуйте нарисовать это на бумаге и представить, как мотоциклист должен двигаться в равновесии.

    Ещё задача: Какая сила трения действует на мотоциклиста при движении по горизонтальной поверхности со скоростью 3 м/с? Ответ округлите до целого числа.
Написать свой ответ: