Давайте решим задачу пошагово и подробно объясним каждый этап, чтобы понять, какой путь прошел объект за все время.
Исходные данные:
- Первые 3 с: движение с ускорением \( a_1 = 1,6 \, м/с^2 \) из состояния покоя (\( v_0 = 0 \))
- Следующие 4 мин (240 с): равномерное движение
- Последние 3 с: торможение до полной остановки
Шаг 1: Найти скорость в конце первого этапа
Объект стартует из покоя, поэтому начальная скорость \( v_0 = 0 \).
За первые 3 с, при ускорении \( a_1 = 1,6 \, м/с^2 \): \[ v_1 = v_0 + a_1 \times t_1 = 0 + 1,6 \times 3 = 4,8 \, м/с \]
Шаг 2: Найти пройденный путь за первые 3 с
Используем формулу пути при равноускоренном движении из покоя: \[ s_1 = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2 \] \[ s_1 = 0 \times 3 + \frac{1}{2} \times 1,6 \times 3^2 = 0 + 0,8 \times 9 = 7,2 \, м \]
Итак, за первые 3 с объект прошел 7,2 м.
Шаг 3: Движение с постоянной скоростью (равномерное)
Через 3 с скорость становится \( v_1 = 4,8 \, м/с \).
Длительность этого этапа: 240 с (4 минуты).
Путь за этот промежуток: \[ s_2 = v_1 \times t_2 = 4,8 \times 240 = 1152 \, м \]
Шаг 4: Торможение до полной остановки за последние 3 с
Объект тормозит до полной остановки за 3 с.
Поскольку скорость в начале торможения равна скорости на конце второго этапа: \( v_1 = 4,8 \, м/с \).
При равномерном торможении:
- начальная скорость: \( v_i = 4,8 \, м/с \)
- конечная скорость: \( v_f = 0 \)
Т.е., при торможении: \[ a_3 = \frac{v_f - v_i}{t_3} = \frac{0 - 4,8}{3} = -1,6 \, м/с^2 \]
Путь за торможением: \[ s_3 = v_i t_3 + \frac{1}{2} a_3 t_3^2 \] \[ s_3 = 4,8 \times 3 + \frac{1}{2} \times (-1,6) \times 3^2 = 14,4 - \frac{1}{2} \times 1,6 \times 9 \] \[ s_3 = 14,4 - 0,8 \times 9 = 14,4 - 7,2 = 7,2 \, м \]
Итог: Общий путь
Общая пройденная дистанция — сумма всех этапов: \[ S_{\text{итог}} = s_1 + s_2 + s_3 = 7,2 + 1152 + 7,2 = 1166,4 \, м \]
Итог:
Объект прошел примерно 1166,4 метров.
Если нужны дополнительные объяснения или уточнения — обращайтесь!