Potrebna pomoć za fiziku?

Odgovor:

Ukupna udaljenost# = 783.dot3m #

Povećajte brzinu #approx 16.2m // s #

Obrazloženje:

Tri koraka su uključena u vođenje vlaka.

1. Počinje od odmora od recimo stanice 1 i ubrzava se za # 10 s #.

   Udaljenost # S_1 # u ovih 10 s.

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

   Budući da počinje od odmora, # U = 0 #

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

   # 100 # = s_1

2. Radi za sljedeći # 30 s # pri konstantnoj brzini.

   Udaljenost od vožnje # s_2 = brzina xx vrijeme # …..(1)

   Brzina na kraju ubrzanja # V = u + za #

   # V = 2xx10 = 20m // S #, Umetanje vrijednosti od # # V u (1), dobivamo

   # S_2 = 20xx30 = 600 #

3. Usporava dok se ne zaustavi, tj, od brzine # 20 m / s na nulu.

   Koristeći izraz

   # V = u + za #

   nalazimo vrijeme # t_3 #da se zaustavi.

   # 0 = 20-2.4xxt_3 #

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

   Također koristite

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

   da biste saznali udaljenost # S_3 # putovao u ovo vrijeme # T_3 #

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

# => S_3 = 400 / 4.8 = 83.dot3m #

Ukupna udaljenost koju je vlak prešao # = S_1 + s_2 + s_3 #

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

Prosječna brzina# = "Ukupna pređena udaljenost" / "Ukupno vrijeme potrebno" #

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

#approx 16.2m // s #

Odgovor:

Evo što imam.

Obrazloženje:

Jedna zanimljiva stvar koju treba primijetiti je da je podzemna željeznica ubrzanje i smanjenje brzine su nejednak.

Ovo bi vam trebalo reći da je potrebno manje vremena da se podzemna željeznica potpuno zaustavi maksimalna brzina nego što je potrebno doseći maksimalnu brzinu.

Implicitno, ovo bi vam također trebalo reći da podzemna željeznica ubrzava preko duže udaljenosti nego udaljenost koju treba potpuno zaustaviti.

Dakle, vaš cilj je pronaći dvije stvari

• ukupno premještanje koliko je daleko od polazne točke kada se zaustavlja
• ukupno vrijeme potrebno je doći od polazne točke do odredišta

Otkako putuje podzemna željeznica u ravnoj liniji, možeš koristiti udaljenost umjesto premještanja i ubrzati umjesto brzine.

Razbijte kretanje podzemne željeznice u tri faze

• Od odmora do maksimalne brzine

Podzemna željeznica počinje od odmora i kreće se ubrzanjem # "2.0 m s" ^ (- 2) # za ukupno vrijeme od # "10 s" #, Razmišljati o čemu ubrzanje sredstva.

Ubrzanje # "2.0 m s" ^ (- 2) # to vam govori svaki drugi trenutak, brzina podzemne željeznice raste za # "2.0 m s" ^ (- 1) #, Vi opisujete njegovu konačnu brzinu u smislu njezine početne brzine, # V_0 #, njegovo ubrzanje, # S #i vrijeme pokreta, # T #, koristeći jednadžbu

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

Pa, ako počne od odmora i poteza # "10 s" #, slijedi da će maksimalna brzina biti

#v_ "max" = overbrace (v_0) ^ (boja (ljubičasta) (= 0)) + "2,0 ms" ^ boja (crvena) (poništi (boja (crna) (- 2))) * 10 boja (crvena) (otkazati (boja (crna) ("s"))) = "20 ms" ^ (- 1) #

udaljenost putovali za ovu prvu fazu bit će jednaki

#color (plava) (d = overbrace (v_0 * t) ^ (boja (ljubičasta) (+ 0)) + 1/2 * a * t ^ 2) #

# d_1 = 1/2 * "2.0 m" (crvena) (otkaz (boja (crna) ("s" ^ (- 2)))) * (10 ^ 2) boja (crvena) (otkaz (boja (crna)) ("s" ^ 2))) = "100 m" #

• Kretanje konstantnom brzinom

Jednom kad je podzemna željeznica piškila # "20 m s" ^ (- 1) #, to prestaje ubrzavati i počinje se kretati stalna brzina.

Piškiti # "20 m s" ^ (- 1) # to vam govori svaki drugi trenutak, podzemna željeznica putuje na daljinu # "20 m" #, To znači da imate

#color (plava) (d = v * t) #

# d_2 = boja "20 m" (crvena) (otkaz (boja (crna) ("s" ^ (- 1)))) * 30 boja (crvena) (otkaz (boja (crna) ("s"))) = "600 m" #

• Od maksimalne brzine do odmora

Ovaj put podzemna željeznica kreće od maksimalne brzine i mora se potpuno zaustaviti. Možete odrediti udaljenost koju je potrebno za to učiniti pomoću jednadžbe

#color (plava) (v_s ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2 * a * d_3) "" #, gdje

# V_s # - njegova konačna brzina

# V_0 # - njegova brzina u trenutku kada počinje usporavati, ovdje jednaka # V_'max "#

# D_3 # - njegov zaustavni put

Sada je jako važno da biste razumjeli da morate koristiti

#a = - "2.4 m s" ^ (- 2) #

Podzemna željeznica kreće se prema zapadu, kao što je označeno simbolom # "W" #, Da bi to učinio Stop, smanjenje brzine mora biti orijentiran u suprotan smjeristočno, # "E" #.

Ako uzmete zapad kao pozitivan smjer, morate uzeti istok da budete negativan.

Dakle, zaustavni put će biti

#overbrace (v_s) ^ (boja (ljubičasta) (= 0)) = v_ "max" ^ 2 - 2 * "2.4 m s" ^ (- 2) * S #

# d_3 = v_ "max" ^ 2 / (2 * "2.4 m s" ^ (- 2)) #

# d_3 = (boja 20 ^ 2 "m (crvena) (žig (boja (crna) (2))) * boja (crvena) (poništi (boja (crna) (" s "^ (- 2))))) / (2 * 2,4 boja (crvena) (žig (boja (crna) ("m"))) boja (crvena) (poništi (boja (crna) ("s" ^ (- 2))))) = "83,33 m" #

Primijeti da, kao što je predviđeno, udaljenost usporavanja je doista kraće od udaljenosti ubrzanja.

Vrijeme potrebno za usporavanje podzemne željeznice bit će

#overbrace (v_f) ^ (boja (ljubičasta) (= 0)) = v_ "max" - "2.4 m s" ^ (- 2) * t_d #

#t_d = (20 boja (crveno) (poništi (boja (crna) ("m"))) boja (crvena) (poništi (boja (crna) ("s" ^ (- 1))))) / (2.4 boja (crveno) (poništi (boja (crna) ("m"))) "s" ^ boja (crvena) (poništi (boja (crna) (- 2)))) = "8.33 s" #

ukupna udaljenost podzemnom željeznicom

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

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

ukupno vrijeme potrebno za pokrivanje ove udaljenosti

#t_ "total" = "10 s" + "30 s" = "8,33 s" = "48,33 s" #

Prosječna brzina u podzemnoj željeznici - sjetite se da koristim udaljenost umjesto premještanje!

#color (plava) ("prosj. speed" = "udaljenost koju ste prešli" / "koliko vam je trebalo da to učinite") #

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

Ostavit ću odgovor na tri sig figs.