- Чтобы определить тормозной путь вагона, можем воспользоваться формулой для определения пути при равномерно замедленном движении:
[ S = V_0 \cdot t + \frac{a \cdot t^2}{2} ]
где ( S ) — тормозной путь, ( V_0 ) — начальная скорость, ( t ) — время, ( a ) — ускорение (в данном случае это отрицательное значение, так как движение замедляется).
Сначала переведём скорость в метры в секунду:
[ 5 , \text{км/ч} = \frac{5 \times 1000}{3600} \approx 1.39 , \text{м/с} ]
Теперь нам необходимо найти ускорение, чтобы это сделать, можем использовать следующее уравнение:
[ V = V_0 + a \cdot t ]
где конечная скорость ( V ) равна 0 (вагон остановился).
Подставим значения:
[ 0 = 1.39 + a \cdot 7 ]
[ a = \frac{-1.39}{7} \approx -0.19857 , \text{м/с}^2 ]
Теперь подставим значения в уравнение пути:
[ S = 1.39 \cdot 7 + \frac{-0.19857 \cdot 7^2}{2} ]
[ S \approx 9.73 - 19.45 \approx -9.72 ]
Тормозной путь вагона составляет примерно 9.72 метра.
- Чтобы определить скорость пловца относительно берега, нужно сложить скорость пловца относительно воды и скорость течения реки:
[ V_{б} = V_{п} + V_{т} ]
где:
( V_{б} ) — скорость пловца относительно берега,
( V_{п} = 0.9 , \text{м/с} ) — скорость пловца относительно воды,
( V_{т} = 0.4 , \text{м/с} ) — скорость течения реки.
Подставим значения:
[ V_{б} = 0.9 + 0.4 = 1.3 , \text{м/с} ]
Скорость пловца относительно берега составляет 1.3 м/с.
- Для определения тормозящей силы автомобиля воспользуемся вторым законом Ньютона:
[ F = m \cdot a ]
где:
( F ) — тормозящая сила,
( m = 4000 , \text{кг} ) — масса автомобиля,
( a = -0.2 , \text{м/с}^2 ) — ускорение (отрицательное, так как это торможение).
Подставим значения:
[ F = 4000 \cdot (-0.2) = -800 , \text{Н} ]
Значение тормозящей силы будет 800 Н, но по направлению к движению автомобиля.
- Для того чтобы определить радиус дуги, воспользуемся формулой центростремительного ускорения:
[ a = \frac{V^2}{R} ]
где:
( a = 0.8 , \text{м/с}^2 ),
( V = 71 , \text{км/ч} = \frac{71 \times 1000}{3600} \approx 19.72 , \text{м/с} ).
Теперь выразим радиус ( R ):
[ R = \frac{V^2}{a} ]
[ R = \frac{(19.72)^2}{0.8} ]
[ R = \frac{388.2884}{0.8} \approx 485.36 , \text{м} ]
Радиус дуги составляет примерно 485.36 метров.