Какое ускорение (в м/c^2) должно иметь автомобиль, чтобы достичь скорости 72 км/ч через 2 секунды? Подробное объяснение

  • 29
Какое ускорение (в м/c^2) должно иметь автомобиль, чтобы достичь скорости 72 км/ч через 2 секунды? Подробное объяснение требуется.
Яхонт
22
Для решения задачи нам понадобятся формулы кинематики. В данном случае мы ищем ускорение, поэтому воспользуемся формулой для поступательного равноускоренного движения:

\[v = u + at\]

где:
\(v\) - конечная скорость автомобиля,
\(u\) - начальная скорость автомобиля,
\(a\) - ускорение автомобиля,
\(t\) - время, за которое автомобиль приобретает заданную скорость.

Мы знаем, что начальная скорость \(u\) равна нулю, так как автомобиль стартует с покоя. Значение конечной скорости \(v\) мы также знаем: 72 км/ч. Тем не менее, чтобы решить задачу, нам необходимо привести все величины к одной системе измерения. Конвертируем скорость в метры в секунду, так как ускорение должно быть в метрах в секунду в квадрате.

1 км/ч = \(\frac{1000 \, \text{м}}{3600 \, \text{с}}\) (преобразуем км/ч в м/с)
Подставим значения:

\[v = 72 \, \text{км/ч} \times \frac{1000 \, \text{м}}{3600 \, \text{с}}\]

Выполнив простые арифметические операции, мы получим:

\[v = 20 \, \text{м/с}\]

Теперь у нас есть начальная скорость (\(u\)), которая равна 0 м/с, конечная скорость (\(v\)), которая равна 20 м/с, и время (\(t\)), которое составляет 2 секунды. Подставим значения в формулу:

\[20 \, \text{м/с} = 0 \, \text{м/с} + a \times 2 \, \text{с}\]

Упростим уравнение:

\[20 \, \text{м/с} = 2a \, \text{с}\]

Теперь нам нужно найти ускорение (\(a\)). Разделим обе части уравнения на 2:

\[\frac{20 \, \text{м/с}}{2 \, \text{с}} = a\]

Решив это уравнение, мы найдем значение ускорения:

\[a = 10 \, \text{м/с}^2\]

Таким образом, чтобы достичь скорости 72 км/ч через 2 секунды, автомобиль должен иметь ускорение 10 м/с\(^2\).