Задача на равноускоренное движение с начальной скоростью ноль.
Данные:
- за 0,03 с пройдено s1 = 2 мм = 0.002 м
- за 0,06 с пройдено s2 = 8 мм = 0.008 м
- за 0,09 с пройдено s3 = 18 мм = 0.018 м
Пояснение:
- Пусть начальная скорость v0 = 0.
- При равноускоренном движении с начальной скоростью ноль пройденный путь в момент времени t равен s(t) = (1/2) a t^2, где a — ускорение (постоянное значение).
- Соответственно a можно получить из любого измерения: a = 2 s(t) / t^2.
Пошагово:
- Вычислим ускорение по каждому набору данных.
Для t1 = 0.03 с, s1 = 0.002 м: a1 = 2 s1 / t1^2 = 2·0.002 / (0.03)^2 = 0.004 / 0.0009 = 40/9 ≈ 4.444 м/с^2.
Для t2 = 0.06 с, s2 = 0.008 м: a2 = 2 s2 / t2^2 = 2·0.008 / (0.06)^2 = 0.016 / 0.0036 = 40/9 ≈ 4.444 м/с^2.
Для t3 = 0.09 с, s3 = 0.018 м: a3 = 2 s3 / t3^2 = 2·0.018 / (0.09)^2 = 0.036 / 0.0081 = 40/9 ≈ 4.444 м/с^2.
- Сравним полученные значения ускорения.
- a1 ≈ a2 ≈ a3 ≈ 40/9 м/с^2. Значения совпадают (в пределах округления), значит ускорение действительно константно.
- Подтверждение по самому движению.
- В случае константного ускорения s(t) = (1/2) a t^2. Подстановка a = 40/9: s(0.09) = 0.5 · (40/9) · (0.09)^2 = 0.5 · (40/9) · 0.0081 = (20/9) · 0.0081 = 0.018 м = 18 мм, что совпадает с данным s3. Значит данныеConsistency проверяются и на 0.09 с.
- Дополнительная иллюстрация (инкременты за равные интервалы времени).
- Показатели пройденной дистанции за равные промежутки по 0.03 с: s(0.03) = 0.002 м s(0.06) - s(0.03) = 0.008 - 0.002 = 0.006 м s(0.09) - s(0.06) = 0.018 - 0.008 = 0.010 м
- Разности между этими приростами: 0.006 − 0.002 = 0.004 м, 0.010 − 0.006 = 0.004 м — они одинаковы, что характерно для квадратичной зависимости s(t) и подтверждает наличие постоянного ускорения.
Вывод:
- По данным за 0–0,09 с тело двигалось с постоянным ускорением.
- Значение ускорения a ≈ 4.44 м/с^2 (точно 40/9 м/с^2).
- С учетом начальной скорости ноль движение на все 0,09 с является равноускоренным.