Сделаем схематичный рисунок спуска с горки:
По смыслу задачи скорость мальчика на вершине горы
v01 равна нулю. Тогда, считая движение равноускоренным, запишем:
l1 = v01t + a1t21/2 = a1t21/2
Отсюда найдем ускорение на первом участке:
a1 = 2l1/t21 = 2 · 40 м/(10 с)2 = 0,8 м/с2
Скорость
v1 в конце горы найдем, используя уравнение для скорости при
равноускоренном движении:
v1 = v01t + a1t1 = 2l1/t1 = 2 · 40 м/10 с = 8 м/с
Эта скорость является начальной для горизонтального участка:
v02 =
v1. Учитывая далее, что движение по горизонтальному отрезку пути равнозамедленное до остановки, из уравнения для скорости получим:
0 = v1 − a2t2
или
v1 = a2t2 (1)
Путь при равнозамедленном движении
l2 = v02t2 − a2t22/2 = v1t2 − a2t22/2 (2)
Решая совместно (1) и (2) относительно a
2 и t
2, получим
a2 = v21/2l2 = 2l21/l2t21 = 2 · (40 м)2/20 м · (10 с)2 = 1,6 м/с2
Общее время движения
tобщ = t1 + t2 = 10 с + 5 с = 15 с
Средняя путевая скорость по определению:
vср = l1 + l2/t1 + t2 = 60 м/15 с = 4 м/с
Построим график зависимости модуля скорости от времени.