ブロックに作用する唯一の力は、運動摩擦の力です。この力は以下によって与えられます:
$$ f_k =\ mu_kmg $$
ここで、\(\ mu_k \)は運動摩擦係数、\(\(mg \)はブロックの重みです。
ステップ2:ブロックのためにニュートンの第2法則を書き留めます
水平方向には、ブロックのニュートンの第2法則は以下によって与えられます。
$$ ma =- \ mu_k mg $$
ここで、\(a \)は\(x \)方向のブロックの加速です。
ステップ3:ブロックの運動方程式を解く
次の式を使用して、ブロックの運動方程式を解くことができます。
$$ v_f^2 =v_i^2+2ad $$
ここで、\(v_f \)はブロックの最終速度、\(v_i \)はブロックの初期速度、\(a \)はブロックの加速、\(d \)はブロックが移動する距離です。
この場合、ブロックの最終速度は0 m/s、ブロックの初期速度は\(v \)、ブロックの加速度は\( - \ mu_k g \)、ブロックによって移動する距離は\(d \)です。
これらの値を式に置き換えると、次のようになります。
$$ 0^2 =v^2+2( - \ mu_k g)d $$
\(d \)を解くと、
$$ d =\ frac {v^2} {2 \ mu_k g} $$
したがって、ブロックは\(\ frac {v^2} {2 \ mu_k g} \)の距離を水平面を横切って移動してから停止します。