Δεδομένα |
Ζητούμενα |
α)
β) g) |
Μετατρέπουμε πρώτα όλα τα δεδομένα στο SI. Η μετατόπιση θα γίνει
α) Πριν τη σύγκρουση το αυτοκίνητο έχει κινητική ενέργεια:
Θεωρούμε την αρχική θέση Α όπου το αυτοκίνητο φτάνει στην κολώνα με υ=30m/s και την τελική θέση Β όπου το αυτοκίνητο έχει μετατοπιστεί κατά Δx=40cm και έχει σταματήσει. Στη θέση Α το αυτοκίνητο έχει κινητική ενέργεια ΚΑ. Στη θέση Β, λόγω της αρχής διατήρησης της ενέργειας, όλη η ΚΑ έχει μετατραπεί σε θερμότητα μέσω του έργου της δύναμης F που ασκεί η κολώνα στο αυτοκίνητο.
β) Το έργο της δύναμης F, λοιπόν, θα είναι ίσο με την αρχική κινητική ενέργεια:
γ) Το έργο της F αφού είναι σταθερή βρίσκεται από τον τύπο
Επομένως η σταθερή δύναμη που ασκεί η κολώνα στο αυτοκίνητο θα είναι .
Σημείωση: Το απόλυτο |WF| το βάζουμε επειδή η δύναμη F που ασκεί η κολώνα στο αυτοκίνητο είναι αντίρροπη με τη μετατόπιση και άρα το έργο της είναι αρνητικό . Πιο συγκεκριμένα, το έργο ισούται με τη μεταβολή της κινητικής ενέργειας, άρα και καταλήγουμε στο ίδιο αποτέλεσμα.