Для того чтобы определить ускорение тела, которое прошло путь 30 метров за восьмую секунду с момента начала движения, нужно использовать уравнения кинематики.
Допустим, что тело начинает двигаться из состояния покоя (начальная скорость (v_0 = 0)) и движется с постоянным ускорением (a).
Расчет пути за n-ю секунду:
Путь, пройденный телом за (n)-ю секунду, можно определить с помощью формулы:
[ S_n = v_0 + a \left( n - \frac{1}{2} \right) ]
Так как начальная скорость (v_0 = 0), то формула упрощается:
[ S_n = a \left( n - \frac{1}{2} \right) ]
Для восьмой секунды (n = 8), путь равен 30 метрам:
[ S_8 = a \left( 8 - \frac{1}{2} \right) = 30 ]
Упростим выражение:
[ S_8 = a \cdot 7.5 = 30 ]
Теперь найдем ускорение (a):
[ a = \frac{30}{7.5} = 4 \, \text{м/с}^2 ]
Таким образом, ускорение тела составляет (4 \, \text{м/с}^2).
Проверка:
Чтобы удостовериться в правильности вычислений, можно проверить путь, пройденный телом за первые 7 секунд и за первые 8 секунд, и убедиться, что разница между ними действительно составляет 30 метров.
Путь, пройденный телом за первые (n) секунд, можно определить с помощью формулы:
[ S = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2 ]
Замещая (v_0 = 0):
[ S = \frac{1}{2} a t^2 ]
Для (t = 7) секунд:
[ S_7 = \frac{1}{2} \cdot 4 \cdot 7^2 = 2 \cdot 49 = 98 \, \text{м} ]
Для (t = 8) секунд:
[ S_8 = \frac{1}{2} \cdot 4 \cdot 8^2 = 2 \cdot 64 = 128 \, \text{м} ]
Разница между S_8 и S_7:
[ S_8 - S_7 = 128 - 98 = 30 \, \text{м} ]
Таким образом, расчеты подтверждают правильность определения ускорения (a = 4 \, \text{м/с}^2).