Во сколько раз длина пути, пройденного телом, больше модуля перемещения, если оно начинает двигаться вдоль прямой

Во сколько раз длина пути, пройденного телом, больше модуля перемещения, если оно начинает двигаться вдоль прямой из состояния покоя с постоянным ускорением, а через 10 минут ускорение меняется на противоположное, оставаясь тем же по модулю, и продолжает двигаться с таким ускорением в течение еще 20 минут?
Yaroslava

Yaroslava

Чтобы решить эту задачу, давайте разобьем ее на несколько этапов и посмотрим на каждый этап по отдельности.

Первый этап:
В начальный момент времени тело находится в состоянии покоя и начинает двигаться с постоянным ускорением. Длительность этого этапа составляет 10 минут.

Чтобы найти длину пути, пройденного телом, воспользуемся формулой для расчета пути при постоянном ускорении:
\[S = ut + \frac{1}{2}at^2\]
где \(S\) - путь, \(u\) - начальная скорость (в данном случае равна нулю, так как тело начинает двигаться с состояния покоя), \(a\) - ускорение, \(t\) - время.

Ускорение равномерное, поэтому мы можем записать его как \(a = \frac{v}{t}\), где \(v\) - конечная скорость.

Теперь подставим значения и найдем путь:
\[S_1 = 0 \cdot 10 + \frac{1}{2} \cdot \frac{v}{10} \cdot 10^2 = \frac{1}{2}v \cdot 10 = 5v\]

Второй этап:
Через 10 минут ускорение меняется на противоположное, но остается тем же по модулю. Длительность этого этапа также составляет 10 минут.

Так как ускорение противоположное, назовем его \(-a\).

Применяя ту же формулу, найдем путь во втором этапе:
\[S_2 = 0 \cdot 10 + \frac{1}{2} \cdot \frac{-v}{10} \cdot 10^2 = -5v\]

Третий этап:
Ускорение остается тем же по модулю и продолжает действовать в течение 20 минут.

На этом этапе ускорение положительное, поэтому воспользуемся положительным значением \(a\) и найдем путь:
\[S_3 = 0 \cdot 20 + \frac{1}{2} \cdot \frac{v}{20} \cdot 20^2 = v \cdot 20 = 20v\]

Теперь найдем модуль перемещения, который равен расстоянию между начальной и конечной точкой:
\[D = | S_1 + S_2 + S_3|\]
\[D = |5v + (-5v) + 20v|\]
\[D = |20v|\]
\[D = 20v\]

Итак, чтобы найти во сколько раз длина пути, пройденного телом, больше модуля перемещения, нужно разделить длину пути на модуль перемещения:
\[\text{Ответ:} \quad \frac{S_1 + S_2 + S_3}{|S_1 + S_2 + S_3|} = \frac{20v}{20v} = 1\]

Таким образом, длина пути, пройденного телом, будет в точности равна модулю перемещения.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello