Поезд, трогаясь из состояния покоя, движется равноускоренно. На первом километре скорость поезда возросла на 10 м/с. На сколько возрастет скорость на втором километре пути?
от

1 Ответ

дано:  
S1 = 1000 м (первый километр пути)  
Δv1 = 10 м/с (изменение скорости на первом километре)  

найти:  
Δv2 (изменение скорости на втором километре)  

решение:  
Пусть a - ускорение поезда. Так как поезд трогается из состояния покоя, начальная скорость v0 = 0. Мы можем использовать формулы равноускоренного движения.

На первом километре путь S1 можно выразить через изменение скорости на этом участке:

S1 = (v0 + v1) / 2 * t1, где v1 - конечная скорость на конце первого километра, t1 - время, за которое поезд проходит первый километр.

Зная, что v1 = 10 м/с, подставим в формулу:

1000 = (0 + 10) / 2 * t1  
1000 = 5 * t1  
t1 = 200 с.

Теперь найдем ускорение a. Используем уравнение:

v1 = v0 + a * t1  
10 = 0 + a * 200  
a = 10 / 200  
a = 0.05 м/с².

Теперь найдём скорость в конце первого километра и скорость в конце второго километра. Для этого сначала вычислим расстояние на втором километре (S2 = 1000 м):

Можно использовать то же самое уравнение:

S2 = v1 * t2 + (1/2) * a * t2², где v2 - конечная скорость на конце второго километра.

Сначала найдем, сколько времени t2 потребуется для прохождения второго километра. Мы знаем, что для второго километра:

S2 = (v1 + v2) / 2 * t2.

Так как S2 = 1000 м и v1 = 10 м/с, мы можем выразить t2 через v2:

1000 = (10 + v2) / 2 * t2.

Время t2 также можно выразить, используя ускорение a:

v2 = v1 + a * t2,  
где v1 = 10 м/с, следовательно,

t2 = (v2 - 10) / a.

Теперь объединим эти уравнения:

1000 = (10 + v2) / 2 * ((v2 - 10) / 0.05).

Это уравнение сложно решать напрямую, но мы можем заметить, что при равномерном движении на каждом следующем километре скорость увеличится на те же 10 м/с. Следовательно, скорость на втором километре будет:

Δv2 = Δv1 = 10 м/с.

ответ:  
На втором километре пути скорость поезда возрастет на 10 м/с.
от