Мотоциклист внезапно заметил впереди забор, перпендикулярный направлению своего движения. Докажите, что мотоцикл необходимо затормозить, а не повернуть его вдоль забора, так как в первом случае тормозной путь будет в 2 раза меньше радиуса поворота.
Изобразим все силы, действующие на мотоциклиста при повороте: сила тяжести , сила реакции опоры , сила, которая может обеспечить движение мотоциклиста по окружности − сила трения .
Запишем второй закон Ньютона в векторной форме:
;
Спроецируем уравнение на координатные оси:
ось X: ;
ось Y: 0 = N − mg;
N = mg;
ma = μmg;
a = μg;
Т.к. мотоциклист движется по закругленной траектории, то центростремительное ускорение:
;
Радиус поворота равен:
;
В случае торможения, определим тормозной путь мотоциклиста:
;
При движении по горизонтальной поверхности:
;
Согласно второму закону Ньютона:
;
a = μg;
.
Таким образом, тормозной путь будет в 2 раза меньше радиуса поворота. Мотоцикл лучше затормозить, а не повернуть его вдоль забора.