В этой теме школьники получат правильное понимание законов Ньютона в технике на примере движения автомобиля при разгоне, и торможении.
В технике применяется Техническая система единиц, в которой масса тела определяется отношением веса тела к ускорению свободного падения. \(m = \frac {P}{g}\)
Берем гоночный автомобиль весом 981 кГ
Масса \(m = \frac {981}{9,81} = 100 кг.\)
На разгоне трением пренебрегаем.
Автомобиль разогнался до скорости 100 км/час = 27,77 метр/сек.
На разгон затрачена работа \(A = mv^2/2 = 100*27.77^2/2 = 38558\) джоуль
Затем движется с импульсом \(mV = 100*27.77\) кг*метр/сек.
Когда автомобиль с выжатым сцеплением тормозит с коэффициентом трения 0,3,
сила трения равна \(F = k*P = 0.3*981 кГ = 294 кГ \)
Торможение \(a = \frac {F}{m} = \frac {294}{100} = 2.94 \) метр/сек2
Время торможения \(T = \frac {V}{a}= \frac {27.77}{2.94} = 9.45\, сек\)
Тормозной путь \(S = at^2/2 = 2.94*9.45^2/2\) = 131\) метр
Работа \(A = F*S = ma*S = 100*2,94 * 131 = 38514 \) джоуль
По этим выкладкам школьник должен понять,
1. В первом законе Ньютона, тело массой m, двигаясь со скоростью V, имеет потенциальную энергию \(mV^2/2\)
2. При торможении двигатель выключен и на тело действуют две силы - сила инерции, которая двигает машину до полной остановки, и равная ей сила трения, которая ничего не двигает, но переводит энергия движения в тепловую энергию.
По третьему закону, сила инерции равна силе трения, что отрицает официальная наука, типа Википедии, но тогда бы мои выкладки были бы неверными.
