一块 1 kg 的石头以 20 m/s 的速度被抛过冰冻的湖面，在滑行 50 m 后停止。石头与冰面之间的摩擦力是多少？

已知

一块 1 kg 的石头以 20 m/s 的速度被抛过冰冻的湖面，在滑行 50 m 后停止。

要求

求石头与冰面之间的摩擦力。

解答

一块石头以 20 m/s 的速度被抛过冰冻的湖面，在滑行 50 m 后停止。湖面冰层提供的摩擦力导致石头停止。

这里，石头的质量 = 1 kg。

石头被抛出时，石头的初速度 u = 20 m/s

石头停止时，石头的末速度 v = 0

石头在停止前滑行的距离 s = 50 m

使用运动学第二方程，v² = u² + 2as

0² = 20² + 2 × a × 50

或 0 = 400 + 100a

或 100a = -400

或 a = -400/100

或 a = -4 m/s² [-号表示减速]

因此，石头与冰面之间的摩擦力导致石头停止。

让我们使用牛顿第二定律来计算湖面冰层对石头的摩擦力。

$\boxed{F=ma}$

湖面提供的摩擦力 = 1 kg × (-4 m/s²)

= -4 N

结论

因此，湖面冰层提供的摩擦力为 -4 N。

这里，负号表示阻力（摩擦力）。

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更新于：2022年10月10日

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