Точка начала двигаться равноускоренно из состояния покоя по окружности радиусом r = 100 м и через 10 с приобрела скорость V = 20 м/с. С этого момента точка 15 с двигалась равномерно по окружности, после чего стала двигаться по прямой и через 5 с равнозамедленного движения по прямой остановилась. Определить:

1. среднюю скорость движения точки на всём пути.
2. значение полного ускорения точки через 5 с после начала движения.

Физика 11 класс Движение по окружности и равноускоренное движение равноускоренное движение скорость окружность средняя скорость полное ускорение физика 11 класс Движение по прямой равнозамедленное движение Новый

Для решения поставленной задачи необходимо рассмотреть каждый этап движения точки, чтобы определить среднюю скорость и полное ускорение.

1. Определение средней скорости движения точки на всём пути.

Движение точки состоит из трёх этапов:

1. Равноускоренное движение по окружности: Точка начинает двигаться из состояния покоя и за 10 секунд достигает скорости 20 м/с. Поскольку движение равноускоренное, можем найти ускорение:

Ускорение (a) можно найти по формуле:

a = (V - V0) / t = (20 м/с - 0) / 10 с = 2 м/с²

2. Движение с постоянной скоростью по окружности: Точка движется равномерно в течение 15 секунд. Поскольку скорость постоянная (V = 20 м/с), расстояние (S) можно найти по формуле:

S = V * t = 20 м/с * 15 с = 300 м

3. Равнозамедленное движение по прямой: Точка движется равнозамедленно и останавливается через 5 секунд. Начальная скорость равна 20 м/с, конечная скорость равна 0 м/с. Ускорение (a) можно найти по формуле:

a = (V - V0) / t = (0 - 20 м/с) / 5 с = -4 м/с²

Расстояние (S) можно найти по формуле для равнозамедленного движения:

S = V0 * t + (1/2) * a * t² = 20 м/с * 5 с + (1/2) * (-4 м/с²) * (5 с)² = 100 м - 50 м = 50 м

Теперь можем найти общее расстояние и общее время:

Общее расстояние (S_total) = S1 + S2 + S3 = 0 + 300 м + 50 м = 350 м

Общее время (t_total) = t1 + t2 + t3 = 10 с + 15 с + 5 с = 30 с

Средняя скорость (V_avg) определяется по формуле:

V_avg = S_total / t_total = 350 м / 30 с ≈ 11.67 м/с

2. Определение полного ускорения точки через 5 секунд после начала движения.

Полное ускорение точки (a_total) в любой момент времени состоит из двух компонентов: тангенциального (a_t) и нормального (a_n) ускорения.

Тангенциальное ускорение (a_t): В момент времени 5 секунд точка продолжает двигаться по окружности, и её скорость равна:

V = a * t = 2 м/с² * 5 с = 10 м/с

Тангенциальное ускорение в этот момент равно 2 м/с² (поскольку оно постоянное при равноускоренном движении).

Нормальное ускорение (a_n): Вычисляется по формуле:

a_n = V² / r = (10 м/с)² / 100 м = 1 м/с²

Полное ускорение (a_total) определяется как векторная сумма тангенциального и нормального ускорений:

Поскольку они перпендикулярны, используем теорему Пифагора:

a_total = √(a_t² + a_n²) = √((2 м/с²)² + (1 м/с²)²) = √(4 + 1) = √5 м/с² ≈ 2.24 м/с²

Таким образом, результаты:

• Средняя скорость движения точки на всём пути: ≈ 11.67 м/с
• Полное ускорение точки через 5 секунд после начала движения: ≈ 2.24 м/с²