Fysikk Hjelp Nødvendig?

Svar:

Total distanse# = 783.dot3m #

Averge hastighet #approx 16.2m // s #

Forklaring:

Tre trinn er involvert i kjøring av tog.

1. Starter fra hvile fra si stasjon 1 og akselererer for # 10 s #.

   Avstand # S_1 # reiste i disse 10 s.

   # S_1 = ut + 1 / 2AT ^ 2 #

   Siden det starter fra hvile, derfor, # U = 0 #

   #:. s_1 = 1 / 2xx2xx10 ^ 2 #

   # S_1 = 100m #

2. Kjører til neste # 30 s # med konstant fart.

   Avstand løp # s_2 = hastighet xx tid # …..(1)

   Hastighet på slutten av akselerasjonen # V = u + på #

   # V = 2xx10 = 20m // s #. Sette inn verdi av # V # i (1), får vi

   # S_2 = 20xx30 = 600m #

3. Senker til den stopper, dvs., fra hastighet på # 20 m // s # til null.

   Bruk uttrykket

   # V = u + på #

   vi finner tid # t_3 #tatt for å komme til å stoppe.

   # 0 = 20-2.4xxt_3 #

   # => t_3 = 20 / 2.4 = 8.dot3s #

   Bruk også

   # V ^ 2-u ^ 2 = 2as #

   å finne ut avstand # S_3 # reiste i denne tiden # T_3 #

# 0 ^ 2-20 ^ 2 = 2xx-2.4xxs_3 #

# => S_3 = 400 / 4,8 = 83.dot3m #

Total avstand som tilbys av toget # = S_1 + s_2 + s_3 #

# = 100 + 600 + 83.dot3 = 783.dot3m #

Gjennomsnittshastighet# = "Total tilbakestilt avstand" / "Total tid tatt" #

# = (783.dot3) / (10 + 30 + 8.dot3) #

#approx 16.2m // s #

Svar:

Her er hva jeg fikk.

Forklaring:

En interessant ting å legge merke til her er at t-banen er akselerasjon og retardasjon er ikke lik.

Dette burde fortelle deg at det tar mindre tid for t-banen å komme til et komplett stopp fra sin maksimal hastighet enn det tar det til nå maksimal hastighet.

Implisitt, dette bør også fortelle deg at t-banen akselererer over a lengre avstand enn avstanden den trenger for å komme til et komplett stopp.

Så, målet ditt her er å finne to ting

• de total forskyvning av t-banen, dvs. hvor langt den er fra utgangspunktet når den stopper
• de Total tid trengte å komme fra utgangspunkt til bestemmelsesstedet

Siden t-banen er på reise i en rett linje, du kan bruke avstand i stedet for forskyvning og hastighet i stedet for hastighet.

Bryt bevegelsen til t-banen i tre etapper

• Fra hvile til maksimal hastighet

T-banen starter fra hvile og beveger seg med en akselerasjon av # "2.0 m s" ^ (- 2) # for en total tid på # "10 s" #. Tenk på hva akselerasjon midler.

En akselerasjon av # "2.0 m s" ^ (- 2) # forteller deg det med hver passerer andre, hastigheten på t-banen øker med # "2.0 m s" ^ (- 1) #. Du beskriver en slutthastighet når det gjelder starthastigheten, # V_0 #, akselerasjonen, #en#, og tidspunktet for bevegelse, # T #, ved bruk av ligningen

#color (blå) (v_f = v_0 + a * t) #

Vel, hvis det starter fra hvile og beveger seg for # "10 s" #, følger det at den maksimale hastigheten vil være

#v_ "max" = overbrace (v_0) ^ (farge (lilla) (= 0)) + "2,0 ms" ^ farge (rød) (avbryt (farge (svart) (- 2))) * 10farger avbryt (farge (svart) ("s"))) = "20 ms" ^ (- 1) #

De avstand reist for denne første etappen vil være lik

#color (blå) (d = overbrace (v_0 * t) ^ (farge (lilla) (+ 0)) + 1/2 * a * t ^ 2) #

# d_1 = 1/2 * "2.0 m" farge (rød) (avbryt (farge (svart) ("s" ^ (- 2)))) * (10 ^ 2) farge (rød)) ("s" ^ 2))) = "100 m"

• Flytter med konstant fart

Når t-banen er nådd når # "20 m s" ^ (- 1) #, det slutter å akselerere og begynner å bevege seg på konstant hastighet.

En peed av # "20 m s" ^ (- 1) # forteller deg det med hver passerer andre, t-banen går en avstand fra # "20 m" #. Dette betyr at du har

#color (blå) (d = v * t) #

# d_2 = "20 m" farge (rød) (avbryt (farge (svart) ("s" ^ (- 1)))) * 30farger (rødt) "600 m" #

• Fra maksimal hastighet til hvile

Denne gangen starter t-banen fra maksimal hastighet og må komme til et helt stopp. Du kan bestemme avstanden det tar for det, ved å bruke ligningen

#color (blå) (v_s ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2 * a * d_3) "" #, hvor

# V_s # - sin siste hastighet

# V_0 # - hastigheten for øyeblikket begynner den å avta, her er lik # V_'max "#

# D_3 # - Stoppavstanden

Nå er det veldig viktig å forstå at du må bruke

#a = - "2,4 m s" ^ (- 2) #

T-banen beveger seg vest, som angitt av symbolet # "W" #. For at det skal Stoppe, retardasjon må være orientert i motsatt retning, det vil si øst, # "E" #.

Hvis du tar vest for å være positiv retning, må du ta øst for å være den negativ en.

Så vil stoppavstanden være

#overbrace (v_s) ^ (farge (lilla) (= 0)) = v_ "max" ^ 2 - 2 * "2,4 m s" ^ (- 2) * S #

# d_3 = v_ "max" ^ 2 / (2 * "2,4 m s" ^ (- 2)) #

# farge (rød) (avbryt (farge (svart) ("s" ^ (- 2))))) / (2 * 2,4 farger (rød) (avbryt (farge (svart) ("m"))) farge (rød) "83,33 m"

Legg merke til det, som spådd, er retardasjonsavstanden faktisk kortere enn akselerasjonsavstanden.

Tiden det tar for t-banen å decelerere vil være

#overbrace (v_f) ^ (farge (lilla) (= 0)) = v_ "max" - "2,4 m s" ^ (- 2) * t_d #

#t_d = (20color (rød) (avbryt (farge (svart) ("m"))) farge (rød) (rød) (avbryt (farge (svart) ("2"))) "s" ^ farge (rød)

De Total distanse dekket av t-banen er

#d_ "total" = d_1 + d_2 + d_3 #

#d_ "total" = "100 m" + "600 m" + "83,33 m" = "783,33 m" #

De Total tid trengte å dekke denne avstanden

#t_ "total" = "10 s" + "30 s" = "8.33 s" = "48.33 s" #

De gjennomsnittshastighet av t-banen var - husk at jeg bruker avstand i stedet for forskyvning!

#color (blå) ("avg. speed" = "avstanden du reiste" / "hvor lang tid det tok deg å gjøre det") #

#bar (v) = "783.33 m" / "48.33 s" = farge (grønn) ("16,2 ms" ^ (- 1)) #

Jeg lar svaret avrundet til tre sig figs.