Работа силы трения при торможении автомобиля массой 1500 килограмм от начальной скорости 72 километра в час.

Для того чтобы рассчитать работу силы трения при торможении автомобиля, нужно использовать физическую формулу работы силы:

$A = F \cdot d \cdot \cos(\alpha)$

где:

• $A$ — работа силы трения,

• $F$ — сила трения,

• $d$ — расстояние, на котором действует сила трения,

• $\alpha$ — угол между направлением силы и перемещением. В данном случае сила трения действует в противоположную сторону относительно движения автомобиля, значит, угол $\alpha = 180^\circ$, и $\cos(180^\circ) = -1$.

1. Масса автомобиля: $m = 1500$ кг.

2. Начальная скорость автомобиля: $v_0 = 72$ км/ч. Переведем её в метры в секунду:

3. Формула для силы трения:

Сила трения вычисляется через коэффициент трения $\mu$ и нормальную силу $N$. На горизонтальной поверхности нормальная сила равна весу автомобиля, то есть:

где $g = 9.8 \, \text{м/с}^2$ — ускорение свободного падения.

Тогда сила трения $F = \mu \cdot N = \mu \cdot m \cdot g$. Коэффициент трения $\mu$ обычно принимается в пределах от 0.7 до 1 для автомобильных шин на сухом асфальте, но для точного расчета нужно знать этот коэффициент.

4. Работа силы трения:

Работа силы трения связана с изменением кинетической энергии автомобиля. Кинетическая энергия $E_k$ вычисляется по формуле:

где $v$ — скорость автомобиля в момент торможения. Начальная кинетическая энергия автомобиля равна:

Так как автомобиль полностью тормозит, конечная скорость $v = 0$, и его конечная кинетическая энергия будет равна 0.

Следовательно, изменение кинетической энергии равно:

5. Работа силы трения равна изменению кинетической энергии, то есть:

Таким образом, работа силы трения при торможении автомобиля массой 1500 кг с начальной скоростью 72 км/ч (или 20 м/с) составляет 300000 Дж (джоулей).