ГДЗ по физике, 10 класс, Касьянов, номер 27.4: Кинетическая энергия
Физика; углубленное обучение — Касьянов В.А.
Сергей Мишин, преподаватель физики Шпаргача обновлено 12 сентября 2026
Условие
От каких физических величин зависит тормозной путь автомобиля?
Номер как в учебнике. Условие — полный пересказ редакции: те же пункты, числа и факты, не цитата из книги.
Пошаговое решение
Для ответа на вопрос о зависимости тормозного пути автомобиля от физических величин, необходимо рассмотреть процесс движения с точки зрения законов механики и энергетических преобразований. Торможение — это процесс уменьшения кинетической энергии автомобиля до нуля за счёт работы силы трения.
Шаг 1. Анализ начальных условий и сил
Рассмотрим автомобиль массой m, который движется со скоростью v. При экстренном торможении (блокировке колёс или работе антиблокировочной системы в предельном режиме) основную роль играет сила трения скольжения или качения между шинами и дорогой. Эта сила определяется как:
Fтр =μmg,где μ — коэффициент трения шин о дорогу, а g — ускорение свободного падения (9,8 м/с²).
Шаг 2. Применение теоремы об изменении кинетической энергии
Согласно теореме об изменении кинетической энергии, работа всех сил, действующих на тело, равна изменению его кинетической энергии. В данном случае начальная кинетическая энергия равна Ek=mv2/2, а конечная равна нулю (автомобиль остановился). Работа силы трения отрицательна, так как она направлена против движения:
Aтр =-Fтр ·S,где S — тормозной путь. Подставив выражение для силы трения, получаем:
-μmgS=0-mv2/2.Шаг 3. Вывод формулы для тормозного пути
Из полученного уравнения выразим тормозной путь S. Заметим, что масса автомобиля m сокращается:
μgS=v2/2impliesS=v2/2μg.Эта формула показывает прямую зависимость тормозного пути от квадрата скорости и обратно пропорциональную зависимость от коэффициента трения и ускорения свободного падения.
Шаг 4. Проверка зависимостей и дополнительных факторов
Проанализируем полученные результаты:
- Скорость (v): Путь зависит от квадрата скорости. Если скорость увеличить в 2 раза, тормозной путь увеличится в 4 раза.
- Коэффициент трения (μ): Зависит от состояния дороги (сухая, мокрая, ледяная) и качества резины. Чем меньше μ, тем больше путь.
- Масса (m): В идеальной модели с сухим трением масса не влияет на длину пути, так как она входит и в инерцию (кинетическую энергию), и в силу трения одинаково. Однако на практике при очень больших массах могут возникать дополнительные деформации шин и дороги, но базовая физическая модель говорит о независимости от массы.
- Ускорение свободного падения (g): На Земле считается константой, но на других планетах или при движении под углом к горизонту (наклонная дорога) эффективное нормальное давление меняется, что влияет на силу трения.
Также стоит упомянуть время реакции водителя, которое добавляет участок пути равномерного движения перед началом торможения, но сам тормозной путь (путь от начала действия тормозов до остановки) определяется вышеуказанными параметрами.
Тормозной путь зависит от
а) квадрата начальной скорости автомобиля
б) коэффициента трения шин о дорогу (состояния покрытия)
в) ускорения свободного падения (или угла наклона дороги). (Масса автомобиля в идеальной модели не влияет на длину тормозного пути).
В решении использована теорема об изменении кинетической энергии. Ключевой момент — сокращение массы в итоговой формуле, что часто вызывает вопросы у учеников. Важно подчеркнуть квадратичную зависимость от скорости.
Как решение?
Двойная оценка: понятность и подробность. Можно выбрать одно или оба.
У вас другое условие?
Загрузите фото — учтём ваши числа и редакцию.
Частые вопросы
Это точный номер 27.4 из моего учебника?
Номер совпадает с учебником «Физика; углубленное обучение», Касьянов В.А.. Формулировка — пересказ редакции, не дословная цитата. Если в вашей редакции другие числа — загрузите фото.
Какой ответ в задании 27.4?
Краткий ответ: Тормозной путь зависит от: а) квадрата начальной скорости автомобиля; б) коэффициента трения шин о дорогу (состояния покрытия); в) ускорения свободного падения (или угла наклона дороги). (Масса автомобиля в идеальной модели не влияет на длину тормозного пути).
Как пользоваться этим разбором?
Сначала прочитайте условие и чертёж, затем шаги решения по порядку и сверьте свой ход с кратким ответом внизу.
Какой учебник имеется в виду?
«Физика; углубленное обучение», Касьянов В.А.. Проверьте часть, год и автора на обложке. Тема в учебнике: § 27. Кинетическая энергия.
Можно ли списать ответ без решения?
Лучше сначала решить самостоятельно, а разбор использовать для проверки хода и поиска ошибки.