Будем считать торможение автомобиля равнозамедленным и прямолинейным. Тогда нетрудно посчитать ускорение торможения из закона сохранения энергии:
Здесь - ускорение торможения, - тормозной путь (который в конце условия), - начальная скорость (которая в конце условия). Отсюда . Чтобы автомобили не столкнулись, необходимо, чтобы длина промежутка между ними во время, когда первый начал торможение, была не меньше, чем путь второго автомобиля от момента начала торможения до полной остановки минус тормозной путь первого. Это легко увидеть, нарисовав зависимости и . Теперь аккуратно запишем это:
- тормозной путь первого автомобиля, - тормозной путь второго автомобиля. Из того же самого закона сохранения энергии следует, что они равны соответственно и Подставляя все в неравенство на , найдем:
1-ая задача
Дано:
ν₁ = 30 об/мин = 0,5 об/сек
ν₂ = 1500 об/мин = 25 об/сек
ν₃ = 8400 об/мин = 140 об/сек
Найти:
T - ?
T = 1/ν - Период вращения
Подставим числовые выражения:
T₁ = 1/ν₁ = 1/0,5 сек⁻¹ = 2 сек
T₂ = 1/ν₂ = 1/25 сек⁻¹ = 0,04 сек
T₃ = 1/ν₃ = 1/140 сек⁻¹ ≈ 0,0071 сек ≈ 0,007 сек
ответ: T₁ = 2 сек; T₂ = 0,04 сек; T₃ = 0,007 сек
2-ая задача
Дано:
t = 8 с, n=32
Найти: Т, v.
Решение.
https://5terka.com/images/fiz10-11reshebnik/fiz10-11p5-7.jpg
(зайди на ссылку, там фото решения)
ответ: T = 0,25 c, v = 4 Гц.
Здесь - ускорение торможения, - тормозной путь (который в конце условия), - начальная скорость (которая в конце условия).
Отсюда .
Чтобы автомобили не столкнулись, необходимо, чтобы длина промежутка между ними во время, когда первый начал торможение, была не меньше, чем путь второго автомобиля от момента начала торможения до полной остановки минус тормозной путь первого. Это легко увидеть, нарисовав зависимости и .
Теперь аккуратно запишем это:
- тормозной путь первого автомобиля,
- тормозной путь второго автомобиля.
Из того же самого закона сохранения энергии следует, что они равны соответственно и
Подставляя все в неравенство на , найдем:
ответ: не менее 7.5 метров.