Problem P. 4950. (September 2017)

P. 4950. A car of mass 1200 kg started from rest and speeded up at an acceleration of 2 m/s\(\displaystyle {}^2\) along a straight horizontal path of length 200 m. Its wheels did not slide.

\(\displaystyle a)\) What was the total frictional force exerted between the ground and the wheels?

\(\displaystyle b)\) What is the final kinetic energy of the car? (The mass of the wheels can be neglected.)

\(\displaystyle c)\) How much work was done by the static frictional force?

(4 pont)

Deadline expired on October 10, 2017.

Sorry, the solution is available only in Hungarian. Google translation

Megoldás. \(\displaystyle a)\) A gépkocsi gyorsulását a tapadási súrlódási erő okozza:

\(\displaystyle F=ma=1200~{\rm kg}\cdot 2 ~{\frac{\rm m }{\rm s^2}}=2400~{\rm N}.\)

\(\displaystyle b)\) A gépkocsi sebessége \(\displaystyle v=\sqrt{2as}=28{,}3~\frac{{\rm m}}{\rm s}=102~\frac{{\rm km}}{\rm h}\), mozgási energiája tehát

\(\displaystyle E=\frac{1}{2}mv^2=480~ {\rm kJ}.\)

\(\displaystyle c)\) Jóllehet a gépkocsi mozgási energiája éppen \(\displaystyle F\cdot s\) nagyságú, mégsem mondhatjuk, hogy az \(\displaystyle F\) súrlódási erő munkavégzése okozta volna a mozgási energia növekedését. A kerekek gumiabroncsa és a talaj között ugyanis nincs elmozdulás, így a tapadó súrlódási erő munkavégzése nulla. A munkát a gépkocsi belsejében a motor dugattyúi végzik, ezek – miközben erőt fejtenek ki – rendszeresen elmozdulnak.

Statistics:

135 students sent a solution.
4 points:	An Tamás, Balázs József, Bálint Boglárka Eszter, Bartók Imre, Bukor Benedek, Csécsi Marcell, Richlik Róbert, Tófalusi Ádám.
3 points:	98 students.
2 points:	21 students.
1 point:	6 students.
0 point:	2 students.

Problems in Physics of KöMaL, September 2017