Чтобы решить эту задачу, нужно использовать уравнения равноускоренного движения. Дано, что материальная точка начинает движение из состояния покоя с постоянным ускорением. Основные уравнения, которые описывают такое движение, включают:
- Уравнение для пути при равноускоренном движении:
[ S = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2 ]
Поскольку движение начинается из состояния покоя, начальная скорость ( v_0 = 0 ). Таким образом, уравнение упрощается до:
[ S = \frac{1}{2} a t^2 ]
Теперь применим это уравнение для обоих участков пути:
Для первого пути ( S_1 ) за время ( t_1 ):
[ S_1 = \frac{1}{2} a t_1^2 ]
Для второго пути ( S_2 ) за время ( t_2 ):
[ S_2 = \frac{1}{2} a t_2^2 ]
Теперь нам нужно выразить время ( t_2 ) через известные величины. Из первого уравнения для ( S_1 ) можно выразить ускорение ( a ):
[ a = \frac{2S_1}{t_1^2} ]
Подставим это выражение для ( a ) во второе уравнение:
[ S_2 = \frac{1}{2} \left(\frac{2S_1}{t_1^2}\right) t_2^2 ]
Упростим уравнение:
[ S_2 = \frac{S_1}{t_1^2} t_2^2 ]
Отсюда выражаем ( t_2^2 ):
[ t_2^2 = \frac{S_2 t_1^2}{S_1} ]
И, наконец, найдём ( t_2 ):
[ t_2 = \sqrt{\frac{S_2 t_1^2}{S_1}} ]
Таким образом, время ( t_2 ), за которое материальная точка пройдет путь ( S_2 ), можно найти, используя это уравнение.