5.2 i 5.4 zadanie domowe 4

Pamiętamy, że pracę wykonuje zawsze jakaś siła. Tutaj pracę wykonuje siła tarcia pomiędzy szczęką a kołem (jest to nawet podane w treści zadania), a wzór na pracę jakiejś siły to zgodnie z definicją iloczyn wartości tej siły, wartości przemieszczenia i cosinusa kąta pomiędzy wektorami siły i przemieszczenia. Możemy zatem zapisać, że W = T*s*cos(180) = -T*s. Zapisaliśmy cos(180), bo siła tarcia jest zawsze przeciwnie zwrócona do wektora prędkości, a co za tym idzie również do wektora przemieszczenia, choć tak jak jest to napisane w kryteriach jeśli ten minus się pominie, to nic się nie stanie bo chodzi nam tu o wartość bezwzględną. Mamy zatem W = -T*s. Wiemy także, że siła tarcia to zawsze iloczyn siły z jaką trące o siebie ciała na siebie naciskają i odpowiedniego współczynnika tarcia (tu: kinetycznego, bo mamy ruch). Możemy zatem zapisać, że T = F*f, gdzie F to właśnie siła z jaką szczęka hamulca naciska na koło (ta, którą chcemy obliczyć), a f to wsp. tarcia. Dostajemy zatem: W = -f*F*s, a stąd F = W/(-f*s), zaś jeśli chodzi o wartość bezwzględną, to F = W/f*s. s to z kolei droga jaką szczęka przebyła po kole, a jest to przecież równe dokłądnie drodze hamowania rowerzysty, czyli podane w treści zadania 18 m.

Co do 5.4: należy tam użyc wzoru na moc chwilową, który wprowadziliśmy sobie na zajęciach, mianowicie P = F*v i stąd otrzymujemy F= P/v.