«Физик, это тот, кто видит решение
задачи, еще не решая ее»
Р.Ф. Фейнман
В данной теме будут разобраны примеры решения задач на равноускоренное прямолинейное движение.
Задача 1. Для того чтобы оторваться от поверхности Земли, пассажирский самолет Як-40 должен достигнуть скорости 180 км/ч. Как долго длится разгон самолета, если эта скорость достигается в конце взлетно-посадочной полосы длиной 850 м? Определите ускорение самолета.
ДАНО: |
СИ |
РЕШЕНИЕ: Запишем кинематическое уравнение для равноускоренного прямолинейного движения тела и уравнение скорости С учётом того, что при t = 0 начальная скорость самолёта также равна нулю, а проекция вектора ускорения равна а, получаем В конце взлётной полосы Подставив данные значения в предыдущие уравнения, получим следующую систему: Выполним математические преобразования Тогда искомые величины равны |
Ответ: t = 34 с; а = 1,5 м/с2.
Задача 2. Заяц срывается с места и в течение первых 9 с достигает скорости 12 м/с, с которой продолжает двигаться дальше в течение 12 с. Еще через 6 с заяц останавливается. Определите путь, который пробежал заяц за время своего движения.
ДАНО: |
РЕШЕНИЕ: Путь, который пробежал заяц: где s1, s2 и s3 — пути, пройденные зайцем за промежутки времени t1, t2 и t3 соответственно. Ускорение зайца на первом отрезке пути: Ускорение зайца на третьем отрезке пути: Пройденные зайцем пути: Тогда весь путь, который пробежал заяц: Второй способ решения: Средние скорости движения зайца на 1 и 3 отрезке пути: Пройденные зайцем пути: Тогда весь путь, который пробежал заяц: Третий способ решения задач (графический) Построим график зависимости проекции скорости зайца от времени Путь, который пробежал заяц, будет определяться площадью фигуры, ограниченной графиком скорости и осью времени. В представленном случае — это трапеция площадь, которой равна произведению полу суммы ее оснований на высоту |
Ответ: 234 м.
Задача 3. Мальчик, съезжая на санках с горы, к концу спуска достиг скорости 3 м/с, после чего продолжил двигаться по инерции в горизонтальном направлении до полной остановки. При таком движении в течение шестой секунды он прошел путь 2 м. Определите модуль ускорения санок и путь, пройденный санками до полной остановки.
ДАНО: |
РЕШЕНИЕ: Трудность данной задачи заключается в том, что многие ученики не правильно читают условие задачи, а именно вот эту фразу: «…в течение шестой секунды он прошел путь два метра». И считают, что путь, длиной 2 метра был преодолен ЗА ШЕСТЬ СЕКУНД движения, что, конечно же, не верно. В данном случае это перемещение за шестую секунду движения, а не за шесть, то есть всего за одну секунду от начала шестой секунды до её окончания, или так: от начала шестой секунды до начала седьмой. Так как движение санок равноускоренное, то можно записать уравнение пути и скорости при равноускоренном прямолинейном движении тела В проекциях на ось Ох: Тогда Путь, пройденный санками за t6 = 6 с: Путь, пройденный санками за t5 = 5 с: Путь, пройденный санками в течении шестой секунды: Отсюда найдем модуль ускорения санок: Пусть τ — время, за которое санки прошли путь s до полной остановки. В момент остановки санок: Следовательно Тогда Второй способ решения: К началу шестой секунды скорость санок снизилась до величины Путь, который прошли санки за шестую секунду своего движения: В последней формуле только t = 1с (это шестая секунда движения). Следовательно Для определения пройденного санками пути воспользуемся тем, что Тогда |
Ответ: а = 0,18 м/с2; s = 25 м.