Льдинка падает с высоты 4 м. Определите время, за которое она про
летела последний метр, а также среднюю скорость её движения.
Задача по физике (класс 10, цель: понять). Условия: льдинка падает вертикально с высоты 4 м, пренебрегаяем сопротивлением воздуха. g ≈ 9,8 м/с².
1) Время, пролетевшее последний метр (с высоты 3 м до 4 м)
- Пусть s(t) — пройденное расстояние за время t, для свободного падения: s(t) = (1/2) g t².
- Время, чтобы пролететь 3 м: s = 3 м → (1/2) g t₁² = 3 → t₁ = sqrt(2·3 / g) = sqrt(6 / 9,8) ≈ sqrt(0,612) ≈ 0,783 s.
- Время, чтобы пролететь 4 м: s = 4 м → t₂ = sqrt(2·4 / g) = sqrt(8 / 9,8) ≈ sqrt(0,816) ≈ 0,904 s.
- Время для последнего метра: t_last = t₂ − t₁ ≈ 0,904 − 0,783 ≈ 0,121 s.
2) Средняя скорость за всё время падения
- Общая высота: h = 4 м. Общее время падения t_total = t₂ ≈ 0,904 s.
- Средняя скорость по пути (поскольку движение вниз, можно взять модуль скорости): v_avg = общий путь / время = 4 м / 0,904 с ≈ 4,43 м/с.
- Дополнительно можно проверить через скорость конца пути:
- Финальная скорость v_f = g t_total ≈ 9,8 · 0,904 ≈ 8,86 м/с.
- При равнозамедленном движении средняя скорость = (0 + v_f)/2 ≈ 4,43 м/с, что совпадает с предыдущим методом.
Ответ:
- Время, пролетевшее последний метр: примерно 0,12 с.
- Средняя скорость за весь путь падения: примерно 4,43 м/с вниз.