1. Förstå krafterna
* tyngdkraft: Bilens vikt (19600 n) verkar vertikalt nedåt. Vi måste hitta komponenten i denna kraft som verkar parallellt med lutningen, som kommer att vara kraften som drar bilen ner i lutningen.
* friktion: Friktionskraften motsätter sig bilens rörelse och agerar uppför.
* nettokraft: Nettokraften som verkar på bilen är skillnaden mellan tyngdekomponenten som drar ner den och friktionskraften som driver den uppåt.
2. Beräkna gravitationens komponent
* Eftersom lutningen är på 45 grader är tyngdekomponenten parallellt med lutningen:
* Vikt * sin (45 °) =19600 n * sin (45 °) ≈ 13859 n
3. Beräkna nettokraften
* Nettokraft =tyngdkraften nedför sluttningen - friktionsstyrka
* Nettokraft =13859 n - 2000 n =11859 n
4. Beräkna accelerationen
* Vi vet att bilens vikt är 19600 n, så vi kan hitta dess massa:
* Massa =vikt / acceleration på grund av tyngdkraften (g) =19600 n / 9,8 m / s² ≈ 2000 kg
* Nu kan vi beräkna accelerationen med Newtons andra lag (F =MA):
* Acceleration (a) =nettokraft / massa =11859 n / 2000 kg ≈ 5,93 m / s² (detta är retardationen eftersom den agerar mot bilens rörelse)
5. Konvertera hastighet till m/s
* Bilens initiala hastighet är 63 km/h, som vi måste konvertera till mätare per sekund:
* 63 km / h * (1000 m / 1 km) * (1 h / 3600 s) ≈ 17,5 m / s
6. Beräkna stoppavståndet
* Vi använder följande kinematiska ekvation:
* v² =u² + 2as
* Var:
* v =slutlig hastighet (0 m/s sedan bilen kommer till vila)
* u =initial hastighet (17,5 m/s)
* A =acceleration (retardation, -5,93 m/s²)
* s =stoppavstånd (vad vi vill hitta)
* Omarrangera ekvationen för att lösa för S:
* s =(v² - u²) / (2a)
* s =(0² - 17,5²) / (2 * -5,93) ≈ 25,9 meter
Därför kommer bilen att resa ungefär 25,9 meter innan den vilar.