Движение на обоих участках было равномерным, поэтому найти время \(t_1\) и \(t_2\) не составит труда.
\[\left\{ \begin{gathered}
{t_1} = \frac{{{S_1}}}{{{\upsilon _1}}} \hfill \\
{t_2} = \frac{{{S_2}}}{{{\upsilon _2}}} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]
Так как участки равны по величине \(S_1=S_2=\frac{1}{2}S\), и скорость на первой участке больше скорости на втором в два раза \(\upsilon_1=2\upsilon_2\), то:
Решим более глобальную задачу. Научимся решать все подобные данным задачи. Для этого решим аналогичные задачи
*** Аналог задачи 1
Тело свободно падает с высоты 30 м из состояния покоя. Определите время, за которое тело проходит первые 2 метра своего пути и скорость тела в момент удара о землю.
Дано: м ; м .
Найти: 1) ; 2) .
Решение:
1) воспользуемся формулой «уравнение движения» :
, а значит: ;
, откуда: ;
В итоге: ;
.
В вашем случае ответ получится чуть меньше и будет напоминать год окончания II-ой Мировой Войны.
2) воспользуемся «безвременнóй формулой» :
, а значит: ;
;
м/с ;
В вашем случае ответ получится чуть больше и будет больше приведённого в аналоге на число, равное номеру века.
*** Аналог задачи 2
На первое тело массой 3 кг и на второе, масса которого в 4 раза больше, действует одна и та же постоянная сила 12Н. Определите ускорение для первого и второго тела, с которыми движутся эти тела.
Дано: кг ; ; ;
Найти: .
Решение:
По Второму Закону Ньютона:
;
В нашем случае:
;
;
м/с² ;
м/с² м/с² ;
В вашем случае ответы получится такими, что их произведение будет равно 4.5 .
*** Аналог задачи 3
Определите ускорение конца часовой стрелки Кремлёвских курантов, если её конец движется со скорость 4*10^(-4) м/c.
Дано: Часовая стрелка, далее обозначается, как H (hours arrow) ; м/c ;
Найти: .
Решение: Часовая стрелка движется равномерно, а значит у неё нет тангенциального ускорения. Всё её ускорение – это нормальное или центростремительное ускорение:
, где – угловая скорость часовой стрелки.
, где T – период вращения часовой стрелки.
Часовая стрелка проходит полный круг за 12 часов. T = 12 ч = 43200 с.
м/с² м/с² мм/с²
мкм/с² нм/с² ;
(микрометры и нанометры на секунду в квадрате)
В вашем случае ответ получится около десяти, будучи выраженным в мм/с² .
*** Аналог задачи 4
Тело, падающие на поверхность земли на высоте 2,9м имело скорость 8м/с. С какой скоростью тело упадёт на землю? Сопротивлением воздуха пренебречь.
Дано: м ; м/с .
Найти:
Решение: Воспользуемся «безвременнóй формулой» :
;
;
м/с ;
В вашем случае ответ получится числом, которое означает количнство дней в английском слове fortnight.
Среднюю скорость катера можно сосчитать по формуле:
\[{\upsilon _{ср}} = \frac{{{S_1} + {S_2}}}{{{t_1} + {t_2}}}\]
Движение на обоих участках было равномерным, поэтому найти время \(t_1\) и \(t_2\) не составит труда.
\[\left\{ \begin{gathered}
{t_1} = \frac{{{S_1}}}{{{\upsilon _1}}} \hfill \\
{t_2} = \frac{{{S_2}}}{{{\upsilon _2}}} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]
Так как участки равны по величине \(S_1=S_2=\frac{1}{2}S\), и скорость на первой участке больше скорости на втором в два раза \(\upsilon_1=2\upsilon_2\), то:
\[\left\{ \begin{gathered}
{t_1} = \frac{S}{{2{\upsilon _1}}} = \frac{S}{{4{\upsilon _2}}} \hfill \\
{t_2} = \frac{S}{{2{\upsilon _2}}} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]
Подставим выражения для времен \(t_1\) и \(t_2\) в формулу средней скорости.
\[{\upsilon _{ср}} = \frac{S}{{\frac{S}{{4{\upsilon _2}}} + \frac{S}{{2{\upsilon _2 = \frac{S}{{\frac{{3S}}{{4{\upsilon _2 = \frac{{S \cdot 4{\upsilon _2}}}{{3S}} = \frac{{4{\upsilon _2}}}{3}\]
Значит необходимая нам скорость \(\upsilon_2\) определяется по такой формуле.
*** Аналог задачи 1
Тело свободно падает с высоты 30 м из состояния покоя. Определите время, за которое тело проходит первые 2 метра своего пути и скорость тела в момент удара о землю.
Дано:
м ;
м .
Найти:
1) ;
2) .
Решение:
1) воспользуемся формулой «уравнение движения» :
, а значит: ;
, откуда: ;
В итоге: ;
.
В вашем случае ответ получится чуть меньше и будет напоминать год окончания II-ой Мировой Войны.
2) воспользуемся «безвременнóй формулой» :
, а значит: ;
;
м/с ;
В вашем случае ответ получится чуть больше и будет больше приведённого в аналоге на число, равное номеру века.
*** Аналог задачи 2
На первое тело массой 3 кг и на второе, масса которого в 4 раза больше, действует одна и та же постоянная сила 12Н. Определите ускорение для первого и второго тела, с которыми движутся эти тела.
Дано:
кг ;
;
;
Найти:
.
Решение:
По Второму Закону Ньютона:
;
В нашем случае:
;
;
м/с² ;
м/с² м/с² ;
В вашем случае ответы получится такими, что их произведение будет равно 4.5 .
*** Аналог задачи 3
Определите ускорение конца часовой стрелки Кремлёвских курантов, если её конец движется со скорость 4*10^(-4) м/c.
Дано:
Часовая стрелка, далее обозначается, как H (hours arrow) ;
м/c ;
Найти: .
Решение:
Часовая стрелка движется равномерно, а значит у неё нет тангенциального ускорения. Всё её ускорение – это нормальное или центростремительное ускорение:
, где – угловая скорость часовой стрелки.
, где T – период вращения часовой стрелки.
Часовая стрелка проходит полный круг за 12 часов. T = 12 ч = 43200 с.
м/с² м/с² мм/с²
мкм/с² нм/с² ;
(микрометры и нанометры на секунду в квадрате)
В вашем случае ответ получится около десяти, будучи выраженным в мм/с² .
*** Аналог задачи 4
Тело, падающие на поверхность земли на высоте 2,9м имело скорость 8м/с. С какой скоростью тело упадёт на землю? Сопротивлением воздуха пренебречь.
Дано:
м ;
м/с .
Найти:
Решение:
Воспользуемся «безвременнóй формулой» :
;
;
м/с ;
В вашем случае ответ получится числом, которое означает количнство дней в английском слове fortnight.