Для решения задачи нам необходимо рассчитать тормозное ускорение автомобиля, которое соответствует заданным условиям: начальная скорость автомобиля составляет 36 км/ч, а тормозной путь не должен превышать 12,5 метров.
Первым шагом преобразуем скорость из километров в час в метры в секунду, поскольку в системе СИ все величины должны быть в единицах СИ:
[ 36 \text{ км/ч} = \frac{36 \times 1000}{3600} = 10 \text{ м/с}. ]
Теперь воспользуемся уравнением кинематики, которое связывает начальную скорость, конечную скорость, ускорение и перемещение:
[ v^2 = u^2 + 2as, ]
где:
- ( v ) — конечная скорость (0 м/с, так как автомобиль останавливается),
- ( u ) — начальная скорость (10 м/с),
- ( a ) — ускорение (то, что нам нужно найти),
- ( s ) — тормозной путь (12,5 м).
Подставим известные значения в уравнение:
[ 0 = (10)^2 + 2a \times 12,5. ]
Решим это уравнение для ( a ):
[ 0 = 100 + 25a, ]
[ 25a = -100, ]
[ a = -\frac{100}{25}, ]
[ a = -4 \text{ м/с}^2. ]
Знак минус говорит о том, что это тормозное ускорение, то есть направлено противоположно движению. Таким образом, соответствующее норме тормозное ускорение автомобиля составляет 4 м/с² по величине.