Кинетическая энергия (KE) автомобиля определяется по формуле:
\[ KE = \frac{1}{2} m v^2, \]
где \( m \) — масса автомобиля, а \( v \) — его скорость.
Если автомобиль движется со скоростью 20 м/с, его кинетическая энергия будет:
\[ KE_1 = \frac{1}{2} m (20)^2 = \frac{1}{2} m \cdot 400 = 200m. \]
Чтобы кинетическая энергия возросла вдвое, она должна составлять:
\[ KE_2 = 2 \times KE_1 = 2 \times 200m = 400m. \]
Мы можем использовать ту же формулу для расчета новой скорости \( v_2 \):
\[ KE_2 = \frac{1}{2} m v_2^2. \]
Приравняем выражения для \( KE_2 \):
\[ 400m = \frac{1}{2} m v_2^2. \]
Мы можем сократить массу \( m \) с обеих сторон уравнения (предполагая, что она не равна нулю):
\[ 400 = \frac{1}{2} v_2^2. \]
Теперь умножим обе стороны на 2:
\[ 800 = v_2^2. \]
Теперь найдём \( v_2 \):
\[ v_2 = \sqrt{800} = 20 \sqrt{2} \approx 28.28 \text{ м/с}. \]
Таким образом, для того чтобы кинетическая энергия автомобиля возросла вдвое, он должен двигаться со скоростью примерно 28.28 м/с.