Для решения этой задачи сначала найдём начальную скорость автомобиля:
- Начальная скорость \( v_0 = 72 \, \text{км/ч} \).
Чтобы перевести километры в часы в метры в секунду, используем следующее соотношение:
\[ 1 \, \text{км/ч} = \frac{1000 \, \text{м}}{3600 \, \text{с}} \approx 0.27778 \, \text{м/с} \]
Таким образом:
\[ v_0 = 72 \, \text{км/ч} = 72 \times 0.27778 \approx 20 \, \text{м/с} \]
Теперь, когда мы знаем начальную скорость, можем найти ускорение. Мы знаем, что через 4 секунды автомобиль останавливается, то есть конечная скорость \( v = 0 \, \text{м/с} \).
Используем уравнение движения с постоянным ускорением:
\[ v = v_0 + a t \]
где:
- \( v \) — конечная скорость,
- \( v_0 \) — начальная скорость,
- \( a \) — ускорение,
- \( t \) — время.
Подставим известные значения:
\[ 0 = 20 + a \cdot 4 \]
Теперь решим это уравнение относительно \( a \):
\[ a \cdot 4 = -20 \] \[ a = -\frac{20}{4} = -5 \, \text{м/с}^2 \]
Теперь определим значение и направление ускорения:
- Значение ускорения \( |a| = 5 \, \text{м/с}^2 \);
- Направление ускорения направлено против движения автомобиля (т.е. в сторону, противоположную скорости), так как автомобиль тормозит.
Таким образом, скорость автомобиля уменьшается с ускорением \( 5 \, \text{м/с}^2 \) в направлении, противоположном движению.