лыжник массой 60 кг, имеющий в конце спуска скорость 36 км/ч, остановился через 40 с после окончания спуска. Определите силу сопротивления его движения

Цель задачи: найти силу сопротивления, которая замедляет лыжника.

Данные:

• Масса m = 60 кг
• Начальная скорость на конце спуска v0 = 36 км/ч = 10 м/с
• Время замедления t = 40 с
• Конечная скорость v = 0

Шаги решения:

1. Найдём ускорение (отрицательное, так как скорость уменьшается): a = (v − v0) / t = (0 − 10) / 40 = −0.25 м/с²

2. Сила сопротивления равна m умножить на ускорение (для ситуации, когда единственная сила, действующая в направлении движения, — сила сопротивления, противоположная движению): F_res = m a = 60 × (−0.25) = −15 Н Модуль силы сопротивления: |F_res| = 15 Н, направление — против движения.

Дополнительная проверка (по работе и энергии):

• Начальная кинетическая энергия: K0 = 0.5 m v0² = 0.5 × 60 × 10² = 3000 J.
• Конечная энергия 0, вся энергия теряется на сопротивление: W = −F_res × s = −(−15) × s = 15s.
• Чтобы W = 3000 Дж, нужно s = 3000 / 15 = 200 м. Это совпадает с расстоянием, получаемым изacchar: s = v0² / (2|a|) = 100 / (2×0.25) = 200 м.

Ответ: Сила сопротивления движения составляет 15 Н (модуль). Это сила, действующая против направления движения лыжника.