Чтобы найти ускорение тела, нам необходимо воспользоваться уравнением движения. У нас есть конечная скорость, начальная скорость и путь, который тело прошло.
Дано:
- Пусть \( S = 5 \) м (путь, пройденный телом за пятую секунду).
- Тело останавливается, значит конечная скорость \( v_f = 0 \) м/с в конце движения.
Предположим, что тело начинало двигаться с начальной скоростью \( v_0 \) и равномерно замедлялось за время \( t = 5 \) секунд. Используем уравнение движения: \[ S = v_0 \cdot t + \frac{a \cdot t^2}{2} \]
Так как мы рассматриваем путь, пройденный именно на пятой секунде, нам удобно будет использовать уравнение для вычисления пути, пройденного за пятую секунду: \[ S_n = v_0 + \frac{a}{2} \cdot (2n - 1) \] где \( n = 5 \) (это пятая секунда).
Мы можем также использовать уравнение движения с известной нам величиной. Поскольку тело останавливается, а значит его скорость уменьшается, можем выразить ускорение через начальную скорость: \[ v_f = v_0 + a \cdot t \] Когда \( v_f = 0 \): \[ 0 = v_0 + a \cdot 5 \implies a = -\frac{v_0}{5} \]
Теперь можно подставить это в формулу пути: \[ 5 = v_0 + \frac{-\frac{v_0}{5}}{2} \cdot (2 \cdot 5 - 1) \] Упрощая: \[ 5 = v_0 - \frac{v_0}{10} \cdot 9 \] \[ 5 = v_0 \left(1 - \frac{9}{10}\right) \implies 5 = \frac{1}{10} v_0 \implies v_0 = 50 \text{ м/с} \]
Теперь мы можем найти ускорение: \[ a = -\frac{v_0}{5} = -\frac{50}{5} = -10 \text{ м/с}^2 \]
Таким образом, ускорение тела равно \( -10 \) м/с². Это значение отрицательное, что указывает на то, что тело замедляется.