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

Задача: лыжник массой 60 кг после окончания спуска движется со скоростью 36 км/ч и остановился за 40 с. Найти силу сопротивления его движению.

Пошаговое решение

1. Преобразование скорости в м/с

• 36 км/ч = 36000 м / 3600 с = 10 м/с
• начальная скорость v0 = 10 м/с
• конечная скорость v = 0 м/с
• время торможения t = 40 с

2. Нахождение ускорения (деceleration)

• При условии линейного (постоянного) торможения: v = v0 + a t
• 0 = 10 + a · 40 → a = -10 / 40 = -0.25 м/с^2

3. Сила сопротивления

• Закон движения вдоль направления: F_net = m a

• Здесь единственная осевая сила против движения — сила сопротивления F_r, поэтому F_r = m a

• m = 60 кг, a = -0.25 м/с^2

• F_r = 60 * (-0.25) = -15 Н

• Модуль силы сопротивления: |F_r| = 15 Н

• Направление: противоположно движению

4. Дополнительно для понимания (по желанию)

• Расстояние, пройденное за торможение: s = v0 t + 0.5 a t^2 = 10·40 + 0.5·(-0.25)·(40^2) = 400 - 200 = 200 м
• Работа сопротивления: W = F_r · s = (-15) · 200 = -3000 Дж
• Начальная кинетическая энергия лыжника: E_k = 0.5 m v0^2 = 0.5 · 60 · 10^2 = 3000 Дж
• Чем и подтвердилось: сопротивление отняло всю кинетическую энергию.

Ответ Сила сопротивления движению равна 15 Н (модуля), направлена против движения.