Давайте решим задачу шаг за шагом.
Сначала определим начальную скорость автомобиля. Обозначим её как \( v_0 \). Поскольку через 5 секунд скорость увеличилась в 3 раза, конечная скорость будет \( v = 3v_0 \).
Это движение можно описать уравнением для равноускоренного движения:
\[ S = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2 \]
где:
- \( S \) — путь (600 м),
- \( v_0 \) — начальная скорость,
- \( t \) — время (5 с),
- \( a \) — ускорение.
Подставим известные значения в уравнение:
\[ 600 = v_0 \cdot 5 + \frac{1}{2} a \cdot 5^2 \]
Это уравнение можно упростить:
\[ 600 = 5v_0 + \frac{25}{2}a \]
Теперь выразим конечную скорость (через 5 секунд):
\[ v = v_0 + at \] Для нашего случая:
\[ 3v_0 = v_0 + 5a \]
Упрощаем уравнение:
\[ 3v_0 - v_0 = 5a \] \[ 2v_0 = 5a \quad \Rightarrow \quad a = \frac{2v_0}{5} \]
Теперь подставим значение \( a \) в первое уравнение:
\[ 600 = 5v_0 + \frac{25}{2} \cdot \frac{2v_0}{5} \]
Упростим:
\[ 600 = 5v_0 + 5v_0 \] \[ 600 = 10v_0 \quad \Rightarrow \quad v_0 = 60 \, \text{м/с} \]
Теперь, зная \( v_0 \), можем найти ускорение:
\[ a = \frac{2 \cdot 60}{5} = \frac{120}{5} = 24 \, \text{м/с}^2 \]
Таким образом, ускорение автомобиля составляет \( 24 \, \text{м/с}^2 \).