Задача: при торможении автомобиль, движущийся со скоростью 72 км/ч, остановился через 8 с. Найти тормозной путь.
Пошаговое решение (без указания предмета/класса, подходит для средней школы):
- Дано и переводы единиц
- начальная скорость v0 = 72 км/ч
- время торможения t = 8 с
- конечная скорость v = 0 (автомобиль остановился)
Переведём скорость в метры в секунду:
- 72 км/ч = 72 · (1000 м) / (3600 s) = 20 м/с Значит v0 = 20 м/с.
- Найдём ускорение (ускорение равно деакселерации при торможении)
- Формула: v = v0 + a t
- 0 = 20 + a · 8
- a = -20 / 8 = -2.5 м/с²
Отрицательный знак означает торможение (ускорение направлено против движения).
- Найдём тормозной путь s (расстояние за время торможения) Вариант 1 (по формуле перемещений при равноускоренном движении):
- s = v0 t + 0.5 a t^2
- s = 20 · 8 + 0.5 · (-2.5) · 8^2
- 20·8 = 160
- 0.5·(-2.5) = -1.25; 8^2 = 64 → -1.25 · 64 = -80
- s = 160 - 80 = 80 м
Вариант 2 (проверка через формулу s = (v^2 − v0^2) / (2a)):
- v = 0, v0 = 20 м/с, a = -2.5 м/с²
- s = (0^2 − 20^2) / (2 · -2.5) = (−400) / (−5) = 80 м
Ответ: тормозной путь автомобиля составляет 80 метров.
Дополнительно:
- Средняя величина торможения: |a| = 2.5 м/с².
- Предполагается равномерное торможение (постоянное ускорение). При изменении ускорения результат может измениться.