Bantuan Fisika Dibutuhkan?

Menjawab:

Total jarak# = 783.dot3m #

Kecepatan rata-rata #approx 16.2m // s #

Penjelasan:

Tiga langkah terlibat dalam menjalankan kereta.

1. Mulai dari istirahat dari stasiun katakan 1 dan dipercepat untuk # 10 s #.

   Jarak # s_1 # bepergian dalam 10 detik ini.

   # s_1 = ut + 1 / 2at ^ 2 #

   Karena itu dimulai dari istirahat, oleh karena itu, # u = 0 #

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

   # s_1 = 100m #

2. Berjalan untuk selanjutnya # 30 s # dengan kecepatan konstan.

   Lari jarak jauh # s_2 = kecepatan xx waktu # …..(1)

   Kecepatan di akhir akselerasi # v = u + at #

   # v = 2xx10 = 20m // s #. Memasukkan nilai # v # dalam (1), kami memperoleh

   # s_2 = 20xx30 = 600m #

3. Melambat sampai berhenti, yaitu, dari kecepatan # 20 m // s # ke nol.

   Menggunakan ekspresi

   # v = u + at #

   kami menemukan waktu # t_3 #dibawa untuk berhenti.

   # 0 = 20-2.4xxt_3 #

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

   Juga gunakan

   # v ^ 2-u ^ 2 = 2as #

   untuk mencari tahu jarak # s_3 # bepergian saat ini # t_3 #

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

# => s_3 = 400 / 4.8 = 83.dot3m #

Total jarak yang ditempuh oleh kereta # = s_1 + s_2 + s_3 #

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

Kecepatan rata-rata# = "Total jarak yang ditempuh" / "Total waktu yang diambil" #

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

#approx 16.2m // s #

Menjawab:

Inilah yang saya dapatkan.

Penjelasan:

Satu hal yang menarik untuk diperhatikan di sini adalah kereta bawah tanah itu percepatan dan perlambatan adalah tidak sama.

Ini akan memberi tahu Anda bahwa itu perlu lebih sedikit waktu untuk kereta bawah tanah untuk berhenti sepenuhnya dari nya kecepatan maksimum dari yang dibutuhkan untuk mencapai kecepatan maksimal.

Secara implisit, ini juga harus memberitahu Anda bahwa kereta bawah tanah berakselerasi lebih dari a jarak yang lebih jauh dari jarak yang dibutuhkan untuk berhenti total.

Jadi, tujuan Anda di sini adalah menemukan dua hal

• itu perpindahan total kereta bawah tanah, yaitu seberapa jauh dari titik awal ketika berhenti
• itu total waktu diperlukan untuk mendapatkan dari titik awal ke tujuannya

Karena kereta bawah tanah bepergian dalam garis lurus, kamu bisa memakai jarak bukannya perpindahan dan kecepatan bukannya kecepatan.

Hancurkan gerakan kereta bawah tanah dalam tiga tahap

• Dari istirahat ke kecepatan maksimum

Kereta bawah tanah dimulai dari istirahat dan bergerak dengan akselerasi # "2.0 m s" ^ (- 2) # untuk total waktu # "10 s" #. Pikirkan tentang apa percepatan cara.

Akselerasi dari # "2.0 m s" ^ (- 2) # memberitahumu itu dengan setiap detik, kecepatan kereta bawah tanah meningkat # "2.0 m s" ^ (- 1) #. Anda menggambarkan kecepatan akhirnya dalam hal kecepatan awalnya, # v_0 #, akselerasinya, #Sebuah#, dan waktu gerak, # t #, menggunakan persamaan

#color (blue) (v_f = v_0 + a * t) #

Nah, jika itu dimulai dari istirahat dan bergerak # "10 s" #, maka kecepatan maksimumnya adalah

#v_ "max" = overbrace (v_0) ^ (warna (ungu) (= 0)) + "2.0 ms" ^ warna (merah) (batal (warna (hitam) (- 2))) * 10 warna (merah) (batal (warna (hitam) ("s"))) = "20 ms" ^ (- 1) #

Itu jarak bepergian untuk tahap pertama ini akan sama dengan

#color (biru) (d = overbrace (v_0 * t) ^ (warna (ungu) (+ 0)) + 1/2 * a * t ^ 2) #

# d_1 = 1/2 * "2,0 m" warna (merah) (batal (warna (hitam) ("s" ^ (- 2))))) * (10 ^ 2) warna (merah) (batal (warna (hitam)) ("s" ^ 2))) = "100 m" #

• Bergerak dengan kecepatan konstan

Setelah kencing kereta bawah tanah mencapai # "20 m s" ^ (- 1) #, saya t berhenti mempercepat dan mulai bergerak kecepatan tetap.

Sedikit # "20 m s" ^ (- 1) # memberitahumu itu dengan setiap detik, kereta bawah tanah menempuh jarak # "20 m" #. Ini artinya sudah Anda miliki

#warna (biru) (d = v * t) #

# d_2 = "20 m" warna (merah) (batal (warna (hitam) ("s" ^ (- 1)))) * 30color (merah) (batal (warna (hitam) ("s"))) = "600 m" #

• Dari kecepatan maksimum hingga istirahat

Kali ini, kereta bawah tanah dimulai dari kecepatan maksimum dan harus berhenti total. Anda dapat menentukan jarak yang diperlukan untuk melakukannya dengan menggunakan persamaan

#color (biru) (v_s ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2 * a * d_3) "" #dimana

# v_s # - kecepatan akhirnya

# v_0 # - kecepatannya saat itu mulai melambat, di sini sama dengan # v_'max "#

# d_3 # - jarak berhentinya

Sekarang ya sangat penting untuk memahami bahwa Anda harus menggunakan

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

Kereta bawah tanah bergerak ke barat, seperti yang ditunjukkan oleh simbol # "W" #. Agar itu terjadi berhenti, perlambatan harus berorientasi pada arah sebaliknya, mis. timur, # "E" #.

Jika Anda mengambil barat untuk menjadi arah positif, Anda harus mengambil timur untuk menjadi yang negatif.

Jadi, jarak berhenti akan menjadi

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

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

# d_3 = (20 ^ 2 "m" ^ warna (merah) (batal (warna (hitam) (2))) * warna (merah) (batal (warna (hitam) ("s" ^ (- 2))))) / (2 * 2,4 warna (merah) (batal (warna (hitam) ("m"))) warna (merah) (batal (warna (hitam) ("s" ^ (- 2))))) = "83,33 m" #

Perhatikan itu, seperti yang diperkirakan, jarak perlambatan memang singkat dari jarak akselerasi.

Waktu yang dibutuhkan kereta bawah tanah untuk melambat adalah

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

#t_d = (20warna (merah) (batal (warna (hitam) ("m"))) warna (merah) (batal (warna (hitam) ("s" ^ (- 1))))) / (2.4color (merah) (batal (warna (hitam) ("m"))) "s" ^ warna (merah) (batal (warna (hitam) (- 2))))) = "8,33 s" #

Itu jarak total ditutupi oleh kereta bawah tanah ini

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

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

Itu total waktu dibutuhkan untuk menutupi jarak ini

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

Itu kecepatan rata-rata kereta bawah tanah itu - ingat bahwa saya menggunakan jarak, bukan pemindahan!

#color (blue) ("rata-rata kecepatan" = "jarak yang Anda tempuh" / "berapa lama Anda melakukannya") #

#bar (v) = "783,33 m" / "48,33 s" = warna (hijau) ("16,2 ms" ^ (- 1)) #

Saya akan membiarkan jawaban dibulatkan menjadi tiga sig ara.