Чтобы найти среднюю скорость пешехода за весь путь, нужно сначала определить путь, который он прошёл, и общее время в пути.
Первый участок: Пешеход движется равномерно со скоростью 5 км/ч в течение 20 минут. Чтобы вычислить путь, необходимо сначала перевести время в часы: \[ 20 \text{ минут} = \frac{20}{60} \text{ часов} = \frac{1}{3} \text{ часа} \] Теперь рассчитаем путь: \[ S_1 = v \cdot t = 5 \text{ км/ч} \cdot \frac{1}{3} \text{ ч} = \frac{5}{3} \text{ км} \approx 1.67 \text{ км} \]
Второй участок: Пешеход отдыхал 5 минут, затем двигался равномерно ускоренно в течение 10 секунд (0.002777... часов) с ускорением 0.1 м/с². Сначала переведем ускорение в км/ч²: \[ 0.1 \text{ м/с}^2 = 0.1 \cdot (3600^2 / 1000) \text{ км/ч}^2 \approx 0.36 \text{ км/ч}^2 \]
Начальная скорость \(v_0 = 5 \text{ км/ч}\). Теперь находим конечную скорость через формулу: \[ v = v_0 + a \cdot t \] Подставим значения: \[ v = 5 \text{ км/ч} + (0.36 \text{ км/ч}^2 \cdot \frac{10}{3600} \text{ ч}) = 5 + 0.001 \text{ км/ч} \approx 5.001 \text{ км/ч} \]
Теперь вычислим путь во втором участке: Для равномерно ускоренного движения путь вычисляется по формуле: \[ S_2 = v_0 \cdot t + \frac{1}{2} a \cdot t^2 \] Сначала переведем время в часы: \[ t = \frac{10}{3600} \text{ ч} \] Подставим значения в формулу: \[ S_2 = 5 \cdot \frac{10}{3600} + \frac{1}{2} \cdot 0.36 \cdot \left(\frac{10}{3600}\right)^2 \] Применим расчеты: \[ S_2 \approx 5 \cdot \frac{1}{360} + \frac{0.18 \cdot \frac{100}{12960000}}{2} \approx \frac{5}{360} + 0.00000069 \approx 0.01389 + 0.00000069 \approx 0.01389 \text{ км} \]
Общая длина пути: \[ S_{total} = S_1 + S_2 \approx 1.67 \text{ км} + 0.01389 \text{ км} \approx 1.68389 \text{ км} \]
Общее время: Общее время включает:
- 20 минут (движение) + 5 минут (отдых) + 10 секунд (движение) Переведем все в часы: \[ T_{total} = \frac{20 + 5}{60} + \frac{10}{3600} \approx \frac{25}{60} + \frac{1}{360} \approx 0.41667 + 0.00027778 \approx 0.41694 \text{ ч} \]
Средняя скорость: Средняя скорость вычисляется по формуле: \[ V_{avg} = \frac{S_{total}}{T_{total}} \approx \frac{1.68389}{0.41694} \approx 4.04 \text{ км/ч} \]
Таким образом, средняя скорость пешехода за весь путь составляет примерно 4.04 км/ч.
