Автомобиль, двигаясь равномерно, проходит 30 м за 3 с. После этого автомобиль начинает торможение до полной остановки. Определите ускорение автомобиля при торможении, если известно, что тормозной путь автомобиля составил 10 м.
Расстояние, пройденное автомобилем при равномерном движении, ( s_1 = 30 ) м
Время движения с постоянной скоростью, ( t_1 = 3 ) с
Тормозной путь, ( s_2 = 10 ) м
Необходимо найти: ускорение автомобиля при торможении, ( a ).
Решение:
Найдем скорость автомобиля в момент начала торможения.
Так как автомобиль двигался равномерно первые 30 м, можно использовать формулу для равномерного движения:
[
v = \frac{s_1}{t_1} = \frac{30 \, \text{м}}{3 \, \text{с}} = 10 \, \text{м/с}
]
Это скорость автомобиля в момент начала торможения.
Используем уравнение для нахождения ускорения при торможении.
Когда автомобиль тормозит, его движение можно описать уравнением равномерно замедленного движения:
[
v^2 = u^2 + 2a s_2
]
где:
( v = 0 ) м/с — конечная скорость автомобиля (автомобиль останавливается),
( u = 10 ) м/с — начальная скорость,
( a ) — искомое ускорение,
( s_2 = 10 ) м — тормозной путь.
Подставим известные значения в уравнение:
[
0 = 10^2 + 2a \times 10
]
Решим уравнение относительно ( a ):
[
0 = 100 + 20a
]
[
20a = -100
]
[
a = -\frac{100}{20} = -5 \, \text{м/с}^2
]
Отрицательное значение ускорения указывает на то, что это замедление.
Ответ:
Ускорение автомобиля при торможении составляет ( -5 \, \text{м/с}^2 ).