5. Велосипедист движется под уклон с ускорением 0,2 м/с². Ка-
кую скорость приобретает велосипедист через 10 с, если его
начальная скорость равна 5 м/с?
6. Какой путь из состояния покоя пройдет тело за 5 с, если его
ускорение 2 м/с²?
7. Велосипедист, движущийся со скоростью 3 м/с, начинает спус
каться с горы с ускорением 0,8 м/с². Найдите длину горы, если
спуск занял 6 с.
8. За какое время автомобиль, двигаясь из состояния покоя с ус-
корением 0,6 м/с², пройдет путь 30 м?
Достаточный уровень
1. Электропоезд, отходящий от станции, в течение 0,5 мин дви-
гался с ускорением 0,8 м/с². Определите путь, который он про-
шел за это время, и скорость в конце этого пути.
2. Автомобиль, остановившись перед светофором, набирает затем
скорость 54 км/ч на пути 50 м. С каким ускорением он должен
двигаться? Сколько времени будет длиться разгон?
3. Пуля, летящая со скоростью 400 м/с, ударяется в земляной вал и
проникает в него на глубину 36 см. Сколько времени двигалась
пуля внутри вала? С каким ускорением? Какова была ее ско-
рость на глубине 18 см,
27
Ниже подробные решения задач 5–8 и 1–3 с пошаговыми пояснениями. Поскольку параметр «Цель» — Понять, приводятся расписывания: формулы, подстановка и выводы.
5) Велосипедист движется под уклон с ускорением 0,2 м/с². Начальная скорость 5 м/с. Найдите скорость через 10 с.
- Дано: u = 5 м/с, a = 0,2 м/с², t = 10 с.
- Формула: v = u + a t.
- Подстановка: v = 5 + 0,2 × 10 = 5 + 2 = 7 м/с.
- Ответ: скорость через 10 с = 7 м/с.
6) Тело из состояния покоя идёт 5 с с ускорением 2 м/с². Какой путь?
- Дано: u = 0, a = 2 м/с², t = 5 с.
- Формула: s = u t + ½ a t².
- Подстановка: s = 0 × 5 + 0,5 × 2 × 25 = 1 × 25 = 25 м.
- Ответ: пройденный путь = 25 м.
7) Велосипедист, движущийся со скоростью 3 м/с, начинает спуск с ускорением 0,8 м/с². Найдите длину горы, если спуск занял 6 с.
- Дано: u = 3 м/с, a = 0,8 м/с², t = 6 с.
- Формула: s = u t + ½ a t².
- Подстановка: s = 3 × 6 + 0,5 × 0,8 × 6² = 18 + 0,4 × 36 = 18 + 14,4 = 32,4 м.
- Ответ: длина горы = 32,4 м.
8) За какое время автомобиль, двигаясь из состояния покоя с ускорением 0,6 м/с², пройдет путь 30 м?
- Дано: u = 0, a = 0,6 м/с², s = 30 м.
- Формула: s = ½ a t² → t² = 2 s / a = 2 × 30 / 0,6 = 60 / 0,6 = 100 → t = 10 с.
- Ответ: время = 10 с.
- Дополнительно (по желанию): конечная скорость v = a t = 0,6 × 10 = 6 м/с.
Достаточный уровень
1) Электропоезд, отходящий от станции, в течение 0,5 мин двигался с ускорением 0,8 м/с². Определите путь за это время и скорость в конце пути.
- Переводим время: 0,5 мин = 30 с.
- Дано: u = 0, a = 0,8 м/с², t = 30 с.
- Путь: s = u t + ½ a t² = 0 × 30 + 0,5 × 0,8 × 900 = 0,4 × 900 = 360 м.
- Скорость на конце: v = u + a t = 0,8 × 30 = 24 м/с.
- Ответ: путь = 360 м, скорость на конце = 24 м/с.
2) Автомобиль, остановившись перед светофором, набирает затем скорость 54 км/ч на пути 50 м. С каким ускорением он должен двигаться? Сколько времени длится разгон?
- Преобразуем скорость: 54 км/ч = 54 / 3,6 = 15 м/с.
- Дано: u = 0, v = 15 м/с, s = 50 м.
- Ускорение: v² = u² + 2 a s → a = (v² − u²) / (2 s) = (225 − 0) / (2 × 50) = 225 / 100 = 2,25 м/с².
- Время разгона: v = u + a t → t = v / a = 15 / 2,25 ≈ 6,67 с.
- Ответ: ускорение ≈ 2,25 м/с², время ≳ 6,67 с.
3) Пуля, летящая со скоростью 400 м/с, ударяется в земляной вал и проникает в него на глубину 0,36 м. Сколько времени двигалась пуля внутри вала? С каким ускорением? Какова была ее скорость на глубине 0,18 м?
- Примем, что пуля полностью остановилась на глубине 0,36 м (в конце проникновения скорость = 0).
- Дано: u = 400 м/с, s_total = 0,36 м, v = 0.
- Ускорение: v² = u² + 2 a s → 0 = 400² + 2 a (0,36) → a = −(400²) / (2 × 0,36) = −160000 / 0,72 ≈ −2,22 × 10^5 м/с².
- Время полного торможения: v = u + a t → t = (v − u) / a = (0 − 400) / (−2,22×10^5) ≈ 1.8 × 10^−3 с (≈ 0,0018 с).
- Скорость на глубине 0,18 м: используем v² = u² + 2 a s', где s' = 0,18 м.
2 a s' = 2 × (−2,22×10^5) × 0,18 ≈ −8×10^4, поэтому v² = 160000 − 80000 = 80000.
v ≈ √80000 ≈ 2,83 × 10^2 м/с (≈ 283 м/с).
- Время достижения 0,18 м: можно вычислить отдельно из квадратного уравнения s = ut + ½ a t², получив примерно t ≈ 5,3×10^−4 с, что больше не влияет на общий вывод.
- Ответы:
- Время внутри вала до полной остановки ≈ 0,0018 с.
- Ускорение ≈ −2,22 × 10^5 м/с².
- Скорость на глубине 0,18 м ≈ 283 м/с.