Physik Hilfe benötigt?

Antworten:

Gesamtentfernung# = 783.dot3m #

Durchschnittliche Geschwindigkeit #approx 16.2m // s #

Erläuterung:

Der Zugbetrieb umfasst drei Schritte.

1. Startet von Station 1 aus und wird beschleunigt # 10 s #.

   Entfernung # s_1 # reiste in diesen 10 s.

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

   Da es also von der Ruhe ausgeht, # u = 0 #

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

   # s_1 = 100m #

2. Läuft für den nächsten # 30 s # bei konstanter Geschwindigkeit.

   Laufstrecke # s_2 = Geschwindigkeit xx Zeit # …..(1)

   Geschwindigkeit am Ende der Beschleunigung # v = u + at #

   # v = 2xx10 = 20m // s #. Wert von einfügen # v # in (1) erhalten wir

   # s_2 = 20xx30 = 600m #

3. Bremst bis es aufhört d.h. von der Geschwindigkeit von # 20 m // s # bis Null.

   Verwenden Sie den Ausdruck

   # v = u + at #

   wir finden zeit # t_3 #genommen zu kommen, um zu stoppen.

   # 0 = 20-2.4xxt_3 #

   # => t_3 = 20 / 2,4 = 8.dot3s #

   Auch verwenden

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

   Entfernung herausfinden # s_3 # reiste in dieser Zeit # t_3 #

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

# => s_3 = 400 / 4,8 = 83.dot3m #

Gesamtstrecke, die der Zug zurückgelegt hat # = s_1 + s_2 + s_3 #

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

Durchschnittsgeschwindigkeit# = "Gesamtstrecke" / "Gesamtzeit" #

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

#approx 16.2m // s #

Antworten:

Hier ist was ich habe.

Erläuterung:

Interessant ist hier die U-Bahn Beschleunigung und Verzögerung sind nicht gleich.

Dies sollte Ihnen sagen, dass es dauert weniger Zeit für die U-Bahn, um von ihrer Haltestelle ganz zu stoppen Höchstgeschwindigkeit als es braucht Maximale Geschwindigkeit erreichen.

Dies impliziert auch implizit, dass die U-Bahn über a beschleunigt längere Entfernung als der Abstand, den es braucht, um vollständig zum Stillstand zu kommen.

Ihr Ziel ist es also, zwei Dinge zu finden

• das Gesamtverschiebung d. h. wie weit sie von ihrem Startpunkt entfernt ist, wenn sie stoppt
• das Gesamtzeit benötigt, um vom Ausgangspunkt zum Ziel zu gelangen

Da fährt die U-Bahn in einer geraden Linie können Sie verwenden Entfernung statt Verschiebung und Geschwindigkeit anstelle von Geschwindigkeit.

Unterbrechen Sie die Bewegung der U-Bahn in drei Schritten

• Von der Ruhe bis zur Höchstgeschwindigkeit

Die U-Bahn fährt aus dem Ruhezustand und fährt mit einer Beschleunigung von # "2.0 ms" ^ (- 2) # für eine Gesamtzeit von # "10 s" #. Denk darüber nach was Beschleunigung meint.

Eine Beschleunigung von # "2.0 ms" ^ (- 2) # sagt dir das mit jede Sekundeerhöht sich die Geschwindigkeit der U-Bahn um # "2.0 ms" ^ (- 1) #. Sie beschreiben die Endgeschwindigkeit in Bezug auf die Anfangsgeschwindigkeit. # v_0 #, seine Beschleunigung #ein#und die Zeit der Bewegung, # t #unter Verwendung der Gleichung

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

Nun, wenn es mit der Ruhe beginnt und sich bewegt # "10 s" #Daraus folgt, dass seine Höchstgeschwindigkeit sein wird

#v_ "max" = Überkreuzung (v_0) ^ (Farbe (lila) (= 0)) + "2,0 ms" ^ Farbe (rot) (abbrechen (Farbe (schwarz) (- 2))) * 10Farbe (rot) (Abbruch (Farbe (Schwarz) ("s"))) = "20 ms" ^ (- 1) #

Das Entfernung gereist für diese erste Stufe wird gleich sein

#Farbe (blau) (d = Überkreuzung (v_0 * t) ^ (Farbe (lila) (+ 0)) + 1/2 * a * t ^ 2) #

# d_1 = 1/2 * "2,0 m" Farbe (rot) (Abbruch (Farbe (schwarz) ("s" ^ (- 2)))) * (10 ^ 2) Farbe (rot) (Abbruch (Farbe (schwarz.)) ("s" ^ 2))) = "100 m" #

• Mit konstanter Geschwindigkeit bewegen

Sobald die U-Bahn gepinkelt hat # "20 ms" ^ (- 1) #es hört auf zu beschleunigen und beginnt sich zu bewegen konstante Geschwindigkeit.

Ein Puck von # "20 ms" ^ (- 1) # sagt dir das mit jede SekundeDie U-Bahn fährt eine Strecke von # "20 m" #. Das bedeutet, dass Sie haben

#Farbe (blau) (d = v * t) #

# d_2 = "20 m" -Farbe (rot) (Abbruch (Farbe (schwarz) ("s" ^ (- 1)))) * 30Farbe (rot) (Abbruch (Farbe (schwarz) ("s"))) = "600 m" #

• Von der Höchstgeschwindigkeit bis zur Ruhe

Diesmal startet die U-Bahn mit Höchstgeschwindigkeit und muss vollständig zum Stillstand kommen. Sie können den Abstand dafür mithilfe der Gleichung bestimmen

#color (blau) (v_s ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2 * a * d_3) "" #, woher

# v_s # - die Endgeschwindigkeit

# v_0 # - seine Geschwindigkeit in dem Moment, in dem es zu verlangsamen beginnt, hier gleich # v_'max "#

# d_3 # - der Anhalteweg

Jetzt ist es sehr wichtig zu verstehen, dass Sie verwenden müssen

#a = - "2,4 ms" ^ (- 2) #

Die U-Bahn fährt nach Westen, wie durch das Symbol angezeigt # "W" #. Damit es so ist halt, Verzögerung muss in der orientiert sein entgegengesetzten RichtungOst, # "E" #.

Wenn Sie nach Westen fahren, um die positive Richtung zu sein, müssen Sie nach Osten, um die positive Richtung zu sein Negatives.

Der Anhalteweg wird also sein

#overbrace (v_s) ^ (Farbe (lila) (= 0)) = v_max ^ 2 - 2 * 2,4 ms ^ (- 2) * S #

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

# d_3 = (20 ^ 2 "m" ^ Farbe (rot) (Abbruch (Farbe (schwarz) (2))) * Farbe (rot) (Abbruch (Farbe (schwarz) ("s" ^ (- 2))))) / (2 * 2.4 Farbe (rot) (Abbruch (Farbe (schwarz) ("m"))) Farbe (rot) (Abbruch (Farbe (schwarz) ("s" ^ (- 2))))) = 83,33 m #

Beachte das, wie vorhergesagt ist der Verzögerungsabstand in der Tat kürzer als die Beschleunigungsstrecke.

Die Zeit, die die U-Bahn braucht, um sich zu verlangsamen, wird sein

#overbrace (v_f) ^ (Farbe (lila) (= 0)) = v_ "max" - "2,4 ms" ^ (- 2) * t_d #

#t_d = (20 Farben (rot) (Abbruch (Farbe (schwarz) ("m"))) Farbe (rot) (Abbruch (Farbe (schwarz) ("s" ^ (- 1))))) / (2.4Farbe) (rot) (abbrechen (Farbe (schwarz) ("m"))) "s" ^ Farbe (rot) (abbrechen (Farbe (schwarz) (- 2)))) = "8,33 s" #

Das Gesamtentfernung von der u-bahn bedeckt ist

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

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

Das Gesamtzeit benötigt, um diese Entfernung zu überwinden

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

Das Durchschnittsgeschwindigkeit der U-Bahn war - erinnere mich daran, dass ich Distanz statt Verschiebung!

#color (blau) ("avg. speed" = "die zurückgelegte Entfernung" / "wie lange Sie dafür gebraucht haben") #

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

Ich werde die Antwort auf drei runden Sig Feigen.