Для определения скорости и полного ускорения поезда в конце 40-й секунды, мы можем воспользоваться уравнением движения по дуге окружности.
Известно, что начальная скорость \( v_0 = 72 \, \text{км/ч} \) преобразуем в м/с: \( v_0 = 72 \times \frac{1000}{3600} = 20 \, \text{м/с} \).
Также, из условия пути \( s = 1600 \, \text{м} \) за время \( t = 40 \, \text{с} \) можем вычислить ускорение за это время: \( a = \frac{2s}{t^2} = \frac{2 \times 1600}{40^2} = \frac{3200}{1600} = 2 \, \text{м/с}^2 \).
Для движения по криволинейной траектории (в данном случае, по дуге окружности радиусом \( r = 1200 \, \text{м} \)) используется равномерное движение. Полное ускорение \( a_{\text{полн}} \) складывается из центростремительного ускорения и тангенциального ускорения. Следовательно, в конце 40-й секунды скорость поезда \( v \) будет равна начальной скорости \( v_0 \) соответственно. Полное ускорение в этот момент времени будет равно центростремительному ускорению, равному \( \frac{v^2}{r} \).
Таким образом, в конце 40-й секунды скорость поезда будет \( v = 20 \, \text{м/с} \), а полное ускорение будет \( a_{\text{полн}} = \frac{v^2}{r} = \frac{20^2}{1200} = \frac{400}{1200} = \frac{1}{3} \, \text{м/с}^2 \).
Таким образом, скорость поезда в конце 40-й секунды будет 20 м/с, а полное ускорение составит \( \frac{1}{3} \, \text{м/с}^2 \).