Кейс 1: «Авария на дороге». Ситуация: легковой автомобиль и большой внедорожник движутся с одинаковой скоростью. Внезапно они оба тормозят с одинаковой силой трения до полной остановки. Вопросы: 1. Чей импульс был больше в начале торможения? 2. Какой из автомобилей остановится раньше? Или они остановятся одновременно? Ответ поясните, используя понятие импульса и второй закон Ньютона. 3. Работа какой силы совершается при торможении? Положительная она или отрицательная?

1. Больше начальный импульс у внедорожника: скорости одинаковы, а его масса больше, поэтому по формуле \(p=mv\) его импульс больше.

2. Раньше остановится легковой автомобиль. При одинаковой силе торможения модуль ускорения равен \(a=F/m\), поэтому у автомобиля меньшей массы тормозное ускорение больше. То же следует из теоремы об импульсе: для остановки нужно изменить импульс на начальный импульс, а при одинаковой силе время торможения пропорционально этому изменению. У внедорожника импульс больше, значит, ему потребуется больше времени.

3. Совершается работа силы трения. Она отрицательна, поскольку сила трения направлена противоположно перемещению автомобиля; кинетическая энергия при торможении уменьшается.