Автомобиль движется равноускоренно с некоторой начальной скоростью. За первую секунду автомобиль проехал 8 м, а за вторую — 10 м.
а) Обозначьте ускорение автомобиля а, его скорость в начале первой секунды v1, в начале второй — v2; промежуток времени продолжительностью 1 с обозначьте τ, а пути, пройденные за первую и вторую секунды наблюдения, обозначьте l1 и l2. Запишите систему уравнений для описанной ситуации.
б) Выведите соотношение, связывающее l1, l2, а и τ.
в) Чему равно ускорение автомобиля?
г) Какой путь проедет автомобиль за третью секунду, если будет продолжать двигаться с тем же ускорением?
д) Найдите устно, какой путь проедет автомобиль за шестую секунду наблюдения.
от

1 Ответ

а) Дано:

- Путь за первую секунду: l1 = 8 м,
- Путь за вторую секунду: l2 = 10 м,
- Ускорение автомобиля: а,
- Скорость в начале первой секунды: v1,
- Скорость в начале второй секунды: v2,
- Промежуток времени: τ = 1 с.

Для равноускоренного движения путь можно выразить через скорость и ускорение следующим образом:

l1 = v1 * τ + (1/2) * a * τ²,
l2 = v2 * τ + (1/2) * a * τ².

Скорость автомобиля в конце первой секунды (v2) будет равна v1 + a * τ, то есть v2 = v1 + a.

Таким образом, получаем систему уравнений:

1) l1 = v1 * τ + (1/2) * a * τ²,
2) l2 = v2 * τ + (1/2) * a * τ²,
где v2 = v1 + a.

б) Выведем соотношение между l1, l2, а и τ. Из первого уравнения можем выразить v1:

v1 = (l1 - (1/2) * a * τ²) / τ.

Подставим это выражение во второе уравнение:

l2 = ((l1 - (1/2) * a * τ²) / τ + a) * τ + (1/2) * a * τ².

Преобразуем:

l2 = (l1 / τ) + a * τ + (1/2) * a * τ².

Таким образом, соотношение:

l2 = (l1 / τ) + a * τ + (1/2) * a * τ².

в) Теперь найдем ускорение автомобиля. Используем данные о путях l1 и l2 за первую и вторую секунды. Из первого уравнения для l1:

l1 = v1 * τ + (1/2) * a * τ².

Подставляем известное значение l1 = 8 м, τ = 1 с:

8 = v1 * 1 + (1/2) * a * 1²,
8 = v1 + (1/2) * a.

Из второго уравнения для l2:

l2 = v2 * τ + (1/2) * a * τ².

Подставляем l2 = 10 м, τ = 1 с и v2 = v1 + a:

10 = (v1 + a) * 1 + (1/2) * a * 1²,
10 = v1 + a + (1/2) * a.

Подставляем выражение для v1 из первого уравнения:

10 = (8 - (1/2) * a) + a + (1/2) * a.

Преобразуем:

10 = 8 + (1/2) * a.

Решаем относительно a:

2 = (1/2) * a,
a = 4 м/с².

Ответ: ускорение автомобиля a = 4 м/с².

г) Для того чтобы найти путь, пройденный за третью секунду, используем формулу для пути в равноускоренном движении:

l3 = v3 * τ + (1/2) * a * τ².

Скорость в начале третьей секунды (v3) равна v2 + a, где v2 = v1 + a, а v1 = (8 - (1/2) * a).

v3 = v2 + a = (v1 + a) + a = (8 - (1/2) * a) + a + a = 8 + (1/2) * a.

Подставляем a = 4 м/с²:

v3 = 8 + (1/2) * 4 = 8 + 2 = 10 м/с.

Теперь находим путь за третью секунду:

l3 = v3 * τ + (1/2) * a * τ²,
l3 = 10 * 1 + (1/2) * 4 * 1²,
l3 = 10 + 2 = 12 м.

Ответ: путь, пройденный за третью секунду, равен 12 м.

д) Для нахождения пути, пройденного за шестую секунду, используем аналогичный подход. В начале шестой секунды скорость будет равна:

v6 = v1 + 5 * a.

Используя выражение для v1, мы получаем:

v6 = 8 - (1/2) * 4 + 5 * 4 = 8 - 2 + 20 = 26 м/с.

Теперь находим путь за шестую секунду:

l6 = v6 * τ + (1/2) * a * τ²,
l6 = 26 * 1 + (1/2) * 4 * 1²,
l6 = 26 + 2 = 28 м.

Ответ: путь, пройденный за шестую секунду, равен 28 м.
от