Естественные науки

Поезд, движущийся со скоростью 90 км/с, начинает тормозить и останавливается через 1 минуту. Какой путь он преодолеет ..

....от начала торможения до остановки, если сила торможения за всё это время:
1) оставалась постоянной?
2) возросла от нуля до некоторого значения по прямолинейному закону?
3) убыла от некоторого значения до нуля по прямолинейному закону?
Напишу решение, так и быть.

Итак, в момент времени t = 0 начальная скорость составляет V = 90 км/ч = 1,5 км/мин; время торможения: t = 1 мин.
(Здесь и далее нулевые индексы опускаем. Единицы измерения - километры и минуты в соответствующей степени.)

Пусть ускорение изменяется линейно:
a(t) = a + kt
* В момент остановки имеем:
a(1) = a + k

Интегрируя, получаем зависимость скорости от времени:
V(t) = V + at + kt²/2
* В момент остановки имеем:
V(1) = V + a + k/2 = 0

Интегрируя ещё раз, получаем зависимость координаты от времени:
x(t) = x + Vt + at²/2 + kt³/6
Или для пройденного пути:
s(t) = x(t) - x = Vt + at²/2 + kt³/6
* В момент остановки имеем:
s(1) = V + a/2 + k/6

Рассмотрим три случая по порядку.
(Cкорость полагаем положительно направленной, а силу - отрицательно.)

1) a(t) = const = a, т.е. k = 0;
Из условий остановки получаем: a = -V = -1,5 (км/мин²)
Тормозной путь составляет: s(1) = 1,5 - 1,5/2 + 0 = 0,75 км.

2) a = 0, т.е. k ≠ 0 и отрицательно;
Из условий остановки получаем: k = a(1) = -2V = -3 (км/мин³)
Тормозной путь составляет: s(1) = 1,5 + 0 - 3/6 = 1 км.

3) a(1) = 0, т.е. k ≠ 0 и положительно;
Из условий остановки получаем: k = -a = 2V = +3 (км/мин³)
Тормозной путь составляет: s(1) = 1,5 - 3/2 + 3/6 = 0,5 км.

P.S. Среднюю скорость движения можно найти из выражения:
U = s(t)/t = V0 + a0t/2 + kt²/6 = V0 + (a0 + kt/3)t/2 = V0 + (3a0 + kt)t/6 = V0 + (2a0 + a1)t/6
В данном случае для торможения: U = V + a/3 + a(1)/6.
Женя Ишенин
Женя Ишенин
53 846
Лучший ответ
Ответ: 1) 750 м, 2) 500 м, 3) 1000 м.
Диля Бариева
Диля Бариева
73 411
Дарья Бойкова Числа все верны, но кажется, места перепутаны.
надо было сказать "СВЕРХЗВУКОВОЙ поезд, движущийся со скоростью 90 км/с"

За минуту поезд проходит 1,5 километра. При линейном торможении за ту же минуту он пройдет ровно половину - 750 метров.

2 и 3 вариант по-моему нужно решать через интегралы/производные.
Елена Савелова
Елена Савелова
51 868
Дарья Бойкова Прошу прощения - 90 км/час. Но у вас, разумеется, остается возможность отвечать на вопрос в исправленном варианте.

Похожие вопросы