Question

Добрый день!
Как найти силу трения через ускорение, массу тела и начальную скорость?
Спасибо

Answer 1

Решение для тела, которое двигается по прямой без сил, то есть тормозит (ускорение отрицательное).

Нам понадобятся формулы:

1) Закон сохранения энергии механики:

E(в конце движения) = E(в начале движения) + Aтр (1)

2) Путь через начальную и конечную скорости и ускорение:

$S = frac{v^{2} - v_{0}^{2}}{2a}$ (2)

В начале, тело обладало энергией:

$E = frac{mv_{0}^{2}}{2}$ (3)

где v₀ - начальная скорость.

В конце, тело остановилось, то есть E = 0

Из закона (1) следует, что раз E(в конце движения) = 0, то вся энергия тела (3) ушла в Aтр. Обновлённая формула:

E = -Aтр. (4)

Aтр = Fтр * S   (S - путь, который прошло тело). По формуле (2):

$S = frac{v^{2} - v_{0}^{2}}{2a}$

Но v = 0 (тело остановилось), следовательно:

$S = frac{-v_{0}^{2}}{2a} = -frac{v_{0}^{2}}{2a}$

Минусы в (4) формуле и в этой сокращаются, и получается формула:

$E = F_{tr} * frac{v_{0}^{2}}{2a}$

Подставляя (3) и выводя Fтр, получаем ответ:

$F_{tr} = frac{2Ea}{v_{0}^{2}} = frac{2frac{mv_{0}^{2}}{2}a}{v_{0}^{2}} = frac{mv_{0}^{2}a}{v_{0}^{2}} = ma$

Начальная скорость не нужна.