一塊 1 kg 的石頭以 20 m/s 的速度被拋過冰凍的湖面，在滑行 50 m 後停止。石頭與冰面之間的摩擦力是多少？

已知

一塊 1 kg 的石頭以 20 m/s 的速度被拋過冰凍的湖面，在滑行 50 m 後停止。

要求

求石頭與冰面之間的摩擦力。

解答

一塊石頭以 20 m/s 的速度被拋過冰凍的湖面，在滑行 50 m 後停止。湖面冰層提供的摩擦力導致石頭停止。

這裡，石頭的質量 = 1 kg。

石頭被丟擲時，石頭的初速度 u = 20 m/s

石頭停止時，石頭的末速度 v = 0

石頭在停止前滑行的距離 s = 50 m

使用運動學第二方程，v² = u² + 2as

0² = 20² + 2 × a × 50

或 0 = 400 + 100a

或 100a = -400

或 a = -400/100

或 a = -4 m/s² [-號表示減速]

因此，石頭與冰面之間的摩擦力導致石頭停止。

讓我們使用牛頓第二定律來計算湖面冰層對石頭的摩擦力。

$\boxed{F=ma}$

湖面提供的摩擦力 = 1 kg × (-4 m/s²)

= -4 N

結論

因此，湖面冰層提供的摩擦力為 -4 N。

這裡，負號表示阻力（摩擦力）。

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更新於：2022年10月10日

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