Велосипедист едет по дороге и видит, что на его пути находится препятствие − стена. Что надо сделать велосипедисту, чтобы избежать аварии − затормозить или повернуть (т.е. в каком случае он пройдёт меньшее расстояние по направлению к стене)? Учесть, что одновременно тормозить и поворачивать велосипедист не может.
Изобразим все силы, действующие на велосипедиста при повороте: сила тяжести , сила реакции опоры , сила, которая может обеспечить движение велосипедиста 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. велосипедист движется по закругленной траектории, то центростремительное ускорение:
;
Радиус поворота равен:
;
В случае торможения, определим тормозной путь велосипедиста:
;
При движении по горизонтальной поверхности:
;
Согласно второму закону Ньютона:
;
a = μg;
.
Таким образом, тормозной путь будет в 2 раза меньше радиуса поворота. Велосипед лучше затормозить, а не повернуть его вдоль стены.