На тело, лежащее на какой-либо поверхности, действует сила реакции этой поверхности, направленная вверх перпендикулярно этой поверхности. Величина этой силы определяется выражением Fр. оп. = mg cos(A), где m - масса тела, кг; g - ускорение свободного падения, примем g =10 м/с^2; угол А – угол наклона поверхности, на которой лежит тело. В нашем случае поверхность горизонтальна, следовательно угол А = 0 и cos(A) = 1. Тогда сила реакции опоры Fр. оп. = 4 х 10 = 40 Н. Теперь будьте особенно внимательны. Как известно силы, как правило, действуют парами. По вертикали действуют две силы: сила тяжести и сила реакции опоры. Эти сила уравновешивают друг друга и поэтому в вертикальном направлении тело не перемещается. Предположим, в начале, что в горизонтальном направлении на тело не действует внешняя сила. Чему будет равняться сила трения между телом и поверхностью? Во-первых, в нашем случае, сила трения должна действовать горизонтально. Во-вторых, поскольку тело неподвижно в горизонтальном направлении, то сумма сил по горизонтали равна нулю. А так как внешняя горизонтальная сила равна нулю, то получается, что и сила трения при этом будет равняться нулю. И так мы получили важный закон, из которого следует, что если тело на горизонтальной поверхности находится в состоянии покоя, то сила трения будет равняться внешней силе. Здесь, возможно, кто-нибудь подумает, что тогда сдвинуть тело вообще невозможно. Ведь если мы будем увеличивать внешнюю силу, то и сила трения будет увеличиваться, если тело остается неподвижным. Все верно, сила трения будет увеличиваться. Но она не может увеличиваться до бесконечности. При увеличении внешней силы сила трения может достичь некоторой конечной величины, после которой сила трения больше не возрастает, а тело под действием внешней силы начинает двигаться. Вот эта максимально возможная сила трения между телом и поверхностью определяется произведением реакции опоры на коэффициент трения. Т. е. Fтр. макс. = Fр. оп. х (ню) = 40 х 0,25 = 10 Н. И так мы видим, что бы сдвинуть тело в нашем случае надо приложить внешнюю силу не менее 10 Н. Но мы приложили 5 Н. Значит тело неподвижно. И следовательно сила трения равна внешней силе и = 5 Н.
<v>=S/t, где S - все расстояние, t - все время.
t=t₁+t₂, t₁ - промежуток времени, когда велосипедист ехал со скоростью 12 км/ч, t₂ - промежуток времени, когда велосипедист ехал со скоростью - 3 км/ч.
t₁=S/(3*v₁), делим еще на 3, т.к. со скоростью 12 км/ч он проехал треть пути.
t₂=(2*S)/(3*v₂), еще домножаем на 2 и делим на 3, т.к. со скоростью 3 км/ч он ехал оставшийся путь, т.е. 2/3.
Подставим и получим t=(S/(3*v₁))+((2*S)/(3*v₂)). Приводим к общему знаменателю и получаем t=(S*v₂+2*S*v₁)/(3*v₁*v₂), выносим S за скобки и получим t=(S*(v₂+2v₁))/(3*v₁*v₂)
Подставим в первую формулу и получим <v>=(3*S*v₁*v₂)/S(v₂+2v₁) - дробь перевернулся, т.к. мы делили на время. S - сокращается и получаем <v>=(3*v₁*v₂)/(v₂+2v₁)=(3*12*3)/(3+2*12)=108/27=4 км/ч.
ответ: <v>=4 км/ч.
