Здравствуйте, dar777!
Дано: автомобиль движется прямолинейно с постоянным ускорением a; s
1=51 м -- путь пройденный автомобилем за промежуток времени [$916$]t
1=t
2-t
1=3-0=3 (с); s
2=24 м -- путь пройденный автомобилем за промежуток времени [$916$]t
2=t
3-t
2=5-3=2 (с); v
4=0 -- конечная скорость автомобиля.
Определить: <v> -- среднюю скорость автомобиля за всё время движения.
Решение
Как я понимаю, автомобиль движется, равномерно уменьшая свою скорость от v
1 в момент времени t
1=0 до v
4=0 в момент времени t
4. Примем, что в момент времени t
1=0 координата автомобиля была x
1=0. Согласно кинематическому уравнению равноускоренного движения [1, с. 12], имеем
x2=v1xt2+axt22/2, (1)
где v
1x -- проекция вектора скорости автомобиля в момент времени t
1=0 на направление движения; a
x -- проекция вектора ускорения автомобиля, -- координата автомобиля в момент времени t
2=3 с;
x3=v1xt3+axt32/2, (2)
-- координата автомобиля в момент времени t
3=5 с.
Из уравнений (1), (2) получим, что v
1x=(x
2-a
xt
22/2)/t
2, v
1x=(x
3-a
xt
32/2)/t
3, (x
2-a
xt
22/2)/t
2=(x
3-a
xt
32/2)/t
3,
(x2-axt22/2)t3=(x3-axt32/2)t2,
2x2t3-axt22t3=2x3t2-axt2t32,
axt2t3(t3-t2)=2(x3t2-x2t3),
ax=2(x3t2-x2t3)/(t2t3(t3-t2)).
Тогда
v1x=(x2-[2(x3t2-x2t3)/(t2t3(t3-t2))]t22/2)/t2=(x2t32-x3t22)/(t2t3(t3-t2)).
Согласно формуле для проекции средней скорости при равноускоренном движении [1, с. 12],
<v>x=(v1x+v4x)/2=(v1x+0)/2=v1x/2=(x2t32-x3t22)/(2t2t3(t3-t2)).
Учитывая, что x
2=s
1=51 м, x
3=s
1+s
2=51+24=75 (м), t
2=[$916$]t
1=3 с, t
3=[$916$]t
1+[$916$]t
2=3+2=5 (с), окончательно получим
<v>=<v>x=(51*52-75*32)/(2*3*5*(5-3))=10 (м/с).
Ответ: 10 м/с.
Литература
1. Аксенович Л. А., Ракина Н. Н., Фарино К. С. Физика в средней школе. -- Минск: Адукацыя i выхаванне, 2007. -- 720 с.
Об авторе:
Facta loquuntur.