Вопрос: За одну секунду движения тело прошло путь 10 м, при этом его скорость, не меняя направления, увеличилась в 4 раза по сравнению с первоначальной. Каково было ускорение тела?
Физика10 классУскорение и движение с постоянным ускорениемфизика10 классДвижениепутьскоростьускорениезадачакинематикафизические величинымеханика
Чтобы найти ускорение тела, давайте сначала разберемся с данными, которые у нас есть. Мы знаем, что:
Обозначим начальную скорость тела как v0. Тогда конечная скорость v после увеличения будет равна:
v = 4 * v0Теперь мы можем использовать формулу для расчета перемещения при равномерно ускоренном движении:
S = v0 * t + (a * t²) / 2Подставим известные значения в эту формулу. Так как t = 1 с, то у нас получится:
10 = v0 * 1 + (a * 1²) / 2Это упрощается до:
10 = v0 + a / 2 (1)Теперь мы можем выразить v0 из уравнения (1):
v0 = 10 - a / 2 (2)Теперь давайте используем еще одну формулу, которая связывает начальную и конечную скорость с ускорением:
v = v0 + a * tПодставим сюда v и t:
4 * v0 = v0 + a * 1Упрощаем это уравнение:
4 * v0 - v0 = a3 * v0 = a (3)Теперь у нас есть два уравнения (2) и (3). Подставим (2) в (3):
3 * (10 - a / 2) = aРаскроем скобки:
30 - 3a / 2 = aТеперь соберем все слагаемые, содержащие a, на одну сторону:
30 = a + 3a / 2Приведем к общему знаменателю:
30 = (2a + 3a) / 230 = 5a / 2Теперь умножим обе стороны на 2:
60 = 5aИ, наконец, разделим обе стороны на 5:
a = 12 м/с²Таким образом, ускорение тела равно 12 м/с².