колесо велосипеда, движущегося со скоростью, модуль которой 5 м/с, катится без проскальзывания по горизонтальной поверхности вправо. Чему равны модули скоростей точки соприкосновения колеса с поверхностью и диаметром противоположной точки

Движение тела можно разделить на фазу равномерно замедленного и фазу равномерно ускоренного движения. В первой фазе, начав движение со скоростью v0, тело проделывает путь



Ко времени t1 происходит остановка тела, т.е.



Соответственно,



и



Во второй фазе тело проделывает путь

,

набрав при этом скорость



Соответственно,



и



Поскольку тело возвращается в исходную точку, s1 = s2, следовательно, имеем





Ускорение, с которым движется тело, зависит от суммы сил, действующих на него:

.

Поскольку масса одна и та же, из предыдущей формулы следует, что



F складывается из векторов компоненты силы тяжести, параллельной поверхности, Fp и силы трения f. При этом

,

а f по закону Амонтона-Кулона



Однако в первой фазе сила трения действует в том же направлении, что и Fp, так как тело движется против Fp, а во второй фазе -- в противоположном. Соответственно, в первой фазе модуль вектора F равен сумме этих двух сил, а во второй -- их разности. Таким образом,









θ = 18.43°

Закон сохранения энергии. РАбота силы тяги была потрачена на : а) разгон тела, б) преодоление действия силы трения. Работа на разгон тела была потрачена на изменение кинетической энергии тела от нуля до значения, которое определяется массой тела и его конечной скоростью: Ек=m*v2/2. Таким образом, А = Ек + Атр. Отсюда: Атр:=А-Ек=А-m*v2/2. Подставляем, преобразовывая кДж в Дж (120 кДж= 120 000 Дж), км/ч в м/с (36 км/ч = 10 м/с), тонны в кг (2 тонны = 2000 кг): Атр=120 000 - 2000*100/2=120 000 - 100 000 = 20 000 Дж. ответ: Работа силы трения: 20 000 Дж или 20 кДж.