Решения задач:
Дано:
$$t = 10 \text{c}$$, $$v = 100\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$$
Найти: $$S$$
Решение:
Поскольку скорость самолёта в момент отрыва от Земли равна 100 м/с, и самолёт двигался с постоянным ускорением, можно найти среднюю скорость за время разгона:
$$v_{ср} = \frac{v_0 + v}{2}$$
где $$v_0$$ - начальная скорость (0 м/с, так как самолёт начинает движение из состояния покоя), $$v$$ - конечная скорость (100 м/с).
$$v_{ср} = \frac{0 + 100}{2} = 50\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$$
Теперь можно найти путь, пройденный самолётом:
$$S = v_{ср} \cdot t = 50\ \frac{\text{м}}{\text{с}} \cdot 10\ \text{с} = 500\ \text{м}$$
Ответ: 500 м
Дано:
$$a = 0,6\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}$$, $$S = 30\ \text{м}$$, $$v_0 = 0\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$$
Найти: $$t$$
Решение:
Используем формулу для пути при равноускоренном движении:
$$S = v_0 \cdot t + \frac{1}{2} a t^2$$
Так как $$v_0 = 0$$:
$$S = \frac{1}{2} a t^2$$
Решаем относительно $$t$$:
$$t^2 = \frac{2S}{a} = \frac{2 \cdot 30}{0,6} = \frac{60}{0,6} = 100$$
$$t = \sqrt{100} = 10\ \text{с}$$
Ответ: 10 с
Дано:
$$t = 10\ \text{с}$$, $$v = 360\ \frac{\text{км}}{\text{ч}} = 100\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$$, $$v_0 = 0\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$$
Найти: $$a$$
Решение:
Используем формулу для равноускоренного движения:
$$v = v_0 + a \cdot t$$
Так как $$v_0 = 0$$:
$$v = a \cdot t$$
Решаем относительно $$a$$:
$$a = \frac{v}{t} = \frac{100}{10} = 10\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}$$
Ответ: 10 м/с²
Дано:
$$h = 1,25\ \text{м}$$, $$g = 10\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}$$
Найти: $$v$$
Решение:
Используем закон сохранения энергии:
$$mgh = \frac{1}{2} m v^2$$
где $$m$$ - масса тела, $$g$$ - ускорение свободного падения, $$h$$ - высота, $$v$$ - скорость тела.
Масса сокращается:
$$gh = \frac{1}{2} v^2$$
Решаем относительно $$v$$:
$$v^2 = 2gh = 2 \cdot 10 \cdot 1,25 = 25$$
$$v = \sqrt{25} = 5\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$$
Ответ: 5 м/с
Дано:
$$t = 20\ \text{с}$$, $$v_1 = 240\ \frac{\text{км}}{\text{ч}} = \frac{240 \cdot 1000}{3600} = \frac{200}{3}\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$$, $$v_2 = 800\ \frac{\text{км}}{\text{ч}} = \frac{800 \cdot 1000}{3600} = \frac{2000}{9}\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$$
Найти: $$a, S$$
Решение:
$$a = \frac{v_2 - v_1}{t} = \frac{\frac{2000}{9} - \frac{200}{3}}{20} = \frac{\frac{2000 - 600}{9}}{20} = \frac{1400}{9 \cdot 20} = \frac{70}{9}\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2} \approx 7,78\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}$$
$$S = v_1 \cdot t + \frac{1}{2} a t^2 = \frac{200}{3} \cdot 20 + \frac{1}{2} \cdot \frac{70}{9} \cdot 20^2 = \frac{4000}{3} + \frac{70 \cdot 400}{18} = \frac{4000}{3} + \frac{14000}{9} = \frac{12000 + 14000}{9} = \frac{26000}{9} \approx 2888,89\ \text{м}$$
Ответ: $$a \approx 7,78\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}$$, $$S \approx 2888,89\ \text{м}$$
К сожалению, для решения задачи №6 требуется построить график скорости движения, что невозможно в данном формате. Без графика невозможно точно определить высоту подъёма груза.
Поэтому приведу только формулы, необходимые для решения.
1) На первом участке (2 секунды) груз движется равноускоренно:
$$v_1 = a_1 \cdot t_1 = 0,5 \cdot 2 = 1\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$$, $$S_1 = \frac{1}{2} a_1 t_1^2 = \frac{1}{2} \cdot 0,5 \cdot 2^2 = 1\ \text{м}$$
2) На втором участке (11 секунд) груз движется равномерно:
$$v_2 = v_1 = 1\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$$, $$S_2 = v_2 \cdot t_2 = 1 \cdot 11 = 11\ \text{м}$$
3) На третьем участке (2 секунды) груз движется равнозамедленно:
$$v_3 = v_2 - a_3 t_3 = 1 - 0,5 \cdot 2 = 0\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$$, $$S_3 = v_2 t_3 - \frac{1}{2} a_3 t_3^2 = 1 \cdot 2 - \frac{1}{2} \cdot 0,5 \cdot 2^2 = 2 - 1 = 1\ \text{м}$$
Общая высота подъёма: $$S = S_1 + S_2 + S_3 = 1 + 11 + 1 = 13\ \text{м}$$
Дано:
$$S_4 = 7\ \text{м}$$, $$t = 4\ \text{с}$$, $$v_0 = 0\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$$, $$t_{10} = 10\ \text{с}$$
Найти: $$S_{10}$$
Решение:
$$S_4 = \frac{1}{2} a t^2$$
Выразим $$a$$:
$$a = \frac{2S_4}{t^2} = \frac{2 \cdot 7}{4^2} = \frac{14}{16} = \frac{7}{8}$$
$$S_{10} = \frac{1}{2} a t^2 = \frac{1}{2} \cdot \frac{7}{8} \cdot 10^2 = \frac{1}{2} \cdot \frac{7}{8} \cdot 100 = \frac{700}{16} = \frac{175}{4} = 43,75\ \text{м}$$
Ответ: 43,75 м
Дано:
$$t = 10\ \text{с}$$, $$v_1 = 0,6\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$$, $$v_2 = 3\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$$, $$v_0 = 0\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$$
Найти: $$t_2$$
Решение:
$$a = \frac{v_1 - v_0}{t} = \frac{0,6}{10} = 0,06$$
$$v_2 = v_0 + a t_2$$
$$t_2 = \frac{v_2}{a} = \frac{3}{0,06} = 50\ \text{с}$$
Ответ: 50 с
Дано:
$$a = 0,3\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}$$, $$t = 20\ \text{с}$$, $$v_0 = 4\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$$
Найти: $$v$$
Решение:
$$v = v_0 + at = 4 + 0,3 \cdot 20 = 4 + 6 = 10\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$$
Ответ: 10 м/с
Дано:
$$a = 0,4\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}$$, $$v_1 = 12\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$$, $$v_2 = 20\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$$
Найти: $$t$$
Решение:
$$v_2 = v_1 + at$$
$$t = \frac{v_2 - v_1}{a} = \frac{20 - 12}{0,4} = \frac{8}{0,4} = 20\ \text{с}$$
Ответ: 20 с