Чтобы вычислить среднюю скорость за весь путь, давайте разберем задачу по шагам.
1. Определим параметры движения:
- Первая половина пути: движение с постоянным ускорением до скорости v = 30 м/с.
- Вторая половина пути: движение равномерное с постоянной скоростью v = 30 м/с.
2. Обозначим длину всего пути:
- Пусть длина всего пути S.
- Тогда первая половина пути будет S/2, и вторая половина тоже S/2.
3. Рассмотрим первую половину пути:
- Автомобиль начинает движение с нулевой начальной скорости и ускоряется до 30 м/с.
- Используем формулу для нахождения расстояния при равномерно ускоренном движении: S1 = v^2 / (2a), где v - конечная скорость, a - ускорение.
- Поскольку мы не знаем ускорение, давайте введем его как a.
4. Найдем время, затраченное на первую половину пути:
- Используем формулу: v = a * t, откуда t1 = v / a.
- Тогда S1 = (30 м/с)^2 / (2a) = 900 / (2a) = 450 / a.
- Мы знаем, что S1 = S/2, значит: 450 / a = S / 2. Отсюда S = 900 / a.
5. Теперь найдем время, затраченное на вторую половину пути:
- На второй половине пути автомобиль движется равномерно со скоростью 30 м/с.
- Время, затраченное на вторую половину пути: t2 = (S/2) / 30.
- Подставим S = 900 / a: t2 = (450 / a) / 30 = 15 / a.
6. Общее время движения:
- Общее время t = t1 + t2 = (30 / a) + (15 / a) = (45 / a).
7. Теперь можем найти среднюю скорость:
- Средняя скорость Vср = общий путь / общее время.
- Vср = S / t = (900 / a) / (45 / a) = 900 / 45 = 20 м/с.
Ответ: Средняя скорость автомобиля за весь путь составляет 20 м/с.