Jedziesz autem o masie m z prędkością v i nagle zauważasz przed sobą mur. Pomiędzy podłożem i pojazdem występuje tarcie, które ilościowo do siły nacisku opisuje współczynnik tarcia statycznego µs. Co się bardziej opłaca – zacząć hamować czy skręcać?Patrząc na obecną porę roku i fakt, że zima jak zwykle lubi zaskakiwać polskich kierowców – temat optymalizacji drogi hamowania jest poważny. Powinieneś być świadomy, że od takiej decyzji może zależeć twoje życie!Podejdźmy do tego jak do typowego problemu fizycznego, stosując mój schemat:
Jakie mamy dane? – zastanawiamy się nad tym, które wielkości w zadaniu są nam znane, więc możemy ich używać w obliczeniach traktując jak liczby; tutaj warto również mieć do dyspozycji kartę maturalną/tablice fizyczne, aby móc tam wyszukiwać odpowiednie stałe fizyczne, o których może nie być mowy wprost w zadaniu
Czego szukamy? – patrzymy na to o co nas pytają w zadaniu, w zależności od rodzaju zadania konieczne może być zastosowanie innego podejścia; o co najczęściej nas pytają:– o konkretną wartość – pokazujemy wzór i podstawiamy do niego– o stosunek “przed” i “po” – pokazujemy wzór na określoną wielkość w pierwszej i drugiej sytuacji, po czym dzielimy je przez siebie (czynniki, które nie uległy żadnej transformacji ulegną skróceniu), w takich zadaniach często operuje się na samych symbolach– o zależność pomiędzy dwoma wielkościami fizycznymi – jaką funkcją jednej wielkości jest druga, te zadania bywają nieoczywiste i wymagają łączenia na raz wiedzy/wzorów z pozornie nie mających ze sobą związku dziedzin tej nauki
Rozwiązanie… – robimy rysunek poglądowy pomagający nam sobie wyobrazić to co się dzieje w treści problemu, analizujemy wzory na wielkości o których wspomniano w zadaniu (tutaj kluczowe jest szukanie podstawień, aby zredukować ilość niewiadomych)
Odpowiedź. – podsumowanie całego naszego wysiłku, które jednocześnie świadczy o tym czy rzeczywiście zrozumieliśmy to o co nas pytano w zadaniu; powinna być krótka i rzeczowa, czasami warto zawrzeć uwagi, które nam się nasunęły w czasie rozwiązywania problemu
przechodząc do naszego zadania…dane:m;v;g;µsszukane:rh;rsrozwiązanie:Na każde ciało znajdujące się w pobliżu powierzchni Ziemi działa siła ciężkości Fc spowodowana występowaniem ziemskiego pola grawitacyjnego, które w tym obszarze możemy uznawać za jednorodne:Kluczowa dla nas będzie siła tarcia statycznego działająca na pojazd (takie tarcie mamy gdy między dwiema powierzchniami nie ma poślizgu) – będziemy tutaj skupiać się na przypadku granicznym, gdzie tarcie statyczne osiąga swoją maksymalną wartość. Generalnie tarcie T zależy od rodzajów powierzchni, które na siebie działają i od siły nacisku Fn występującej między nimi.Teraz możemy się zastanowić nad tym co się dzieje w każdym przypadku. Najpierw zbadajmy skręcanie bez hamowania. Abyśmy się wyrobili odległość między nami a murem powinna wynosić tyle ile promień koła, które będzie stanowić tor ruchu pojazdu (gwoli ścisłości ćwiartka jego obwodu). Tutaj rolę siły dośrodkowej będzie pełnić siła tarcia i stąd możemy obliczyć wymagany promień rs.Przekształcając ostatnią formułę jesteśmy w stanie pokazać wzór na promień skrętu:Teraz zostało już nam tylko hamowanie. Ciało posiada na początku energię kinetyczną Ek, która w wyniku pracy W siły tarcia jest zamieniona na energię cieplną podłoża, hamulców i opon pojazdu. Przypomnijmy sobie definicyjne zależności.Praca siły tarcia będzie w postaci:Suma zmian obu wielkości pomiędzy dwoma punktami (o ile nie występowały żadne inne opory ani siły wykonujące pracę) musi nad dawać zero.Stąd już łatwo pokazać wzór na drogę hamowaniai zależność pomiędzy naszymi promieniami.Odpowiedź: Widzimy, że bardziej opłaca się hamować niż skręcać – potrzebna odległość jest 2 razy mniejsza. sprawdź swoje siły na zadaniach maturalnych !Zadanie 2. EGZAMIN MATURALNY FIZYKA – PR marzec 2021
Dwa klocki o masach ???? = 2,0 kg i ???? = 3,0 kg ułożono na poziomym podłożu jeden za drugim tak, że stykały się ścianami. Oba klocki początkowo były nieruchome. W pewnej chwili zaczęto
je pchać stałą siłą ????⃗ przyłożoną do mniejszego klocka i skierowaną równolegle do podłoża w kierunku większego klocka (zobacz rys. poniżej). Układ obu klocków uzyskał wskutek tego stałe przyśpieszenie o wartości ???? = 0,60 m/s2. Współczynnik tarcia pomiędzy każdym z klocków a podłożem wynosi ???? = 0,10. Przyjmij przyśpieszenie ziemskie ???? = 9,8 m/s2.Zadanie 2.1. (0–1)
Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.
Siła ????⃗ ma wartość (w przybliżeniu z dokładnością do dwóch cyfr znaczących)A. 1,2NB. 3,0NC. 4,7ND. 7,9N Zadanie 16. (0–5) Informator o egzaminie maturalnym z fizyki od roku szkolnego 2014/2015Samochody w czasie jazdy pokonują opory ruchu spowodowane wieloma czynnikami. Najbardziej istotny wpływ na ruch ma siła oporu aerodynamicznego (zależna od: gęstości powietrza, kształtu samochodu, powierzchni czołowej pojazdu i wartości prędkości), a także siła oporu toczenia kół w czasie jazdy. Poniższy wykres przedstawia zależność oporów aerodynamicznych i toczenia dla samochodu osobowego od prędkości samochodu.Zadanie 16.1. (0–2)Przeanalizuj powyższy wykres, uzupełnij tabelę i uzasadnij, że siła oporu aerodynamicznego jest proporcjonalna do kwadratu prędkości samochodu.Zadanie 16.2. (0–3)Samochód jechał z prędkością 90 h/km . Kierowca nacisnął pedał gazu. Wykorzystaj dane przedstawione na wykresie i oblicz siłę napędu działającą na samochód jadący z przyspieszeniem 1 m * s-2 w chwili, gdy jego prędkość wynosiła 90 km/h . Przyjmij, że masa samochodu wynosi 1000 kgZadanie zrobione ? Sprawdź odpowiedzi!Zadanie 11. Klocek (5 pkt)Informator o egzaminie maturalnym z fizyki od roku szkolnego 2014/2015
Drewniany klocek przymocowany jest do ściany za pomocą nitki, która wytrzymuje naciąg siłą o wartości 4N. Współczynnik tarcia statycznego klocka o podłoże wynosi 0,2. W obliczeniach przyjmij, że wartość przyspieszenia ziemskiego jest równa 10 m/s2.Oblicz maksymalną wartość powoli narastającej siły F , z jaką można poziomo ciągnąć klocek, aby nitka nie uległa zerwaniu.11.2 (2 pkt)
Oblicz wartość przyspieszenia, z jakim będzie poruszał się klocek, jeżeli usunięto nitkę łączącą klocek ze ścianą, a do klocka przyłożono poziomo skierowaną siłę o stałej wartości 6 N. Przyjmij, że wartość siły tarcia kinetycznego jest równa 1,5 N. Zadanie zrobione ? Sprawdź odpowiedzi!
_________________________artykuł przygotowałJakub Kubat – korepetytor z fizyki i matematyki. Jakub jest studentem fizyki na Uniwersytecie Jagiellońskim. Bynajmniej nie z przypadku – jest to pasjonat, który cały świat widzi przez pryzmat tej dziedziny nauki. Uważa, że fizyka jest jak kobieta – łączy w sobie dwie sprzeczności, próbując opisać rzeczywisty świat, który nas otacza, za pomocą czystej teorii (matematyki). W liceum został finalistą Olimpiady Wiedzy Technicznej oraz zdobył I miejsce w Olimpiadzie o Diamentowy Indeks AGH z dziedziny fizyki. Ma już 5 letnie doświadczenie w wyjaśnianiu ludziom tajemnic Wszechświata.
Autor posta
Filip Stanek
Kapitan naszego statku – pomysłodawca i założyciel marki Naukowców Dwóch. Doktor chemii specjalizujący się w chemii organicznej. Wykształcony nauczyciel i wieloletni korepetytor, dla którego nie ma rzeczy niemożliwych! Skutecznie przygotował już setki uczniów, którzy dostali się na wymarzone studia.
![Uwaga mur! [Droga hamowania + zadania maturalne] - Naukowców Dwóch](https://naukowcowdwoch.pl/wp-content/themes/naukowcowdwoch/dist/images/logo-light.svg){kind=logo}
Kluczowa dla nas będzie siła tarcia statycznego działająca na pojazd (takie tarcie mamy gdy między dwiema powierzchniami nie ma poślizgu) – będziemy tutaj skupiać się na przypadku granicznym, gdzie tarcie statyczne osiąga swoją maksymalną wartość. Generalnie tarcie T zależy od rodzajów powierzchni, które na siebie działają i od siły nacisku Fn występującej między nimi.
Teraz możemy się zastanowić nad tym co się dzieje w każdym przypadku. Najpierw zbadajmy skręcanie bez hamowania. Abyśmy się wyrobili odległość między nami a murem powinna wynosić tyle ile promień koła, które będzie stanowić tor ruchu pojazdu (gwoli ścisłości ćwiartka jego obwodu). Tutaj rolę siły dośrodkowej będzie pełnić siła tarcia i stąd możemy obliczyć wymagany promień rs.
Przekształcając ostatnią formułę jesteśmy w stanie pokazać wzór na promień skrętu:
Teraz zostało już nam tylko hamowanie. Ciało posiada na początku energię kinetyczną Ek, która w wyniku pracy W siły tarcia jest zamieniona na energię cieplną podłoża, hamulców i opon pojazdu. Przypomnijmy sobie definicyjne zależności.
Praca siły tarcia będzie w postaci:
Suma zmian obu wielkości pomiędzy dwoma punktami (o ile nie występowały żadne inne opory ani siły wykonujące pracę) musi nad dawać zero.
Stąd już łatwo pokazać wzór na drogę hamowania
i zależność pomiędzy naszymi promieniami.
Odpowiedź: Widzimy, że bardziej opłaca się hamować niż skręcać – potrzebna odległość jest 2 razy mniejsza. sprawdź swoje siły na zadaniach maturalnych !Zadanie 2. EGZAMIN MATURALNY FIZYKA – PR marzec 2021
Dwa klocki o masach ???? = 2,0 kg i ???? = 3,0 kg ułożono na poziomym podłożu jeden za drugim tak, że stykały się ścianami. Oba klocki początkowo były nieruchome. W pewnej chwili zaczęto
je pchać stałą siłą ????⃗ przyłożoną do mniejszego klocka i skierowaną równolegle do podłoża w kierunku większego klocka (zobacz rys. poniżej). Układ obu klocków uzyskał wskutek tego stałe przyśpieszenie o wartości ???? = 0,60 m/s2. Współczynnik tarcia pomiędzy każdym z klocków a podłożem wynosi ???? = 0,10. Przyjmij przyśpieszenie ziemskie ???? = 9,8 m/s2.
Zadanie 2.1. (0–1)
Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.
Siła ????⃗ ma wartość (w przybliżeniu z dokładnością do dwóch cyfr znaczących)A. 1,2NB. 3,0NC. 4,7ND. 7,9N Zadanie 16. (0–5) Informator o egzaminie maturalnym z fizyki od roku szkolnego 2014/2015Samochody w czasie jazdy pokonują opory ruchu spowodowane wieloma czynnikami. Najbardziej istotny wpływ na ruch ma siła oporu aerodynamicznego (zależna od: gęstości powietrza, kształtu samochodu, powierzchni czołowej pojazdu i wartości prędkości), a także siła oporu toczenia kół w czasie jazdy. Poniższy wykres przedstawia zależność oporów aerodynamicznych i toczenia dla samochodu osobowego od prędkości samochodu.
Zadanie 16.1. (0–2)Przeanalizuj powyższy wykres, uzupełnij tabelę i uzasadnij, że siła oporu aerodynamicznego jest proporcjonalna do kwadratu prędkości samochodu.
Zadanie 16.2. (0–3)Samochód jechał z prędkością 90 h/km . Kierowca nacisnął pedał gazu. Wykorzystaj dane przedstawione na wykresie i oblicz siłę napędu działającą na samochód jadący z przyspieszeniem 1 m * s-2 w chwili, gdy jego prędkość wynosiła 90 km/h . Przyjmij, że masa samochodu wynosi 1000 kgZadanie zrobione ? Sprawdź odpowiedzi!
Zadanie 11. Klocek (5 pkt)Informator o egzaminie maturalnym z fizyki od roku szkolnego 2014/2015
Drewniany klocek przymocowany jest do ściany za pomocą nitki, która wytrzymuje naciąg siłą o wartości 4N. Współczynnik tarcia statycznego klocka o podłoże wynosi 0,2. W obliczeniach przyjmij, że wartość przyspieszenia ziemskiego jest równa 10 m/s2.
Oblicz maksymalną wartość powoli narastającej siły F , z jaką można poziomo ciągnąć klocek, aby nitka nie uległa zerwaniu.
11.2 (2 pkt)
Oblicz wartość przyspieszenia, z jakim będzie poruszał się klocek, jeżeli usunięto nitkę łączącą klocek ze ścianą, a do klocka przyłożono poziomo skierowaną siłę o stałej wartości 6 N. Przyjmij, że wartość siły tarcia kinetycznego jest równa 1,5 N.
Jakub Kubat – korepetytor z fizyki i matematyki. Jakub jest studentem fizyki na Uniwersytecie Jagiellońskim. Bynajmniej nie z przypadku – jest to pasjonat, który cały świat widzi przez pryzmat tej dziedziny nauki. Uważa, że fizyka jest jak kobieta – łączy w sobie dwie sprzeczności, próbując opisać rzeczywisty świat, który nas otacza, za pomocą czystej teorii (matematyki). W liceum został finalistą Olimpiady Wiedzy Technicznej oraz zdobył I miejsce w Olimpiadzie o Diamentowy Indeks AGH z dziedziny fizyki. Ma już 5 letnie doświadczenie w wyjaśnianiu ludziom tajemnic Wszechświata. 
