Тема . №22 Механика. МКТ и термодинамика (Расчетная задача)

.02 Кинематика. Равноускоренное. Прямолинейное

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №22 механика. мкт и термодинамика (расчетная задача)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#17229

Электричка тормозит с постоянным ускорением до полной остановки. Тормозной путь составил 50 м,  а скорость на середине тормозного пути была 10 м/с.  Сколько времени продолжалось торможение?

Источники: МФТИ 2006

Показать ответ и решение

Запишем уравнение перемещения при равноускоренном движении:

     v2x− v02x
Sx = --2ax--(1)

Здесь Sx  – проекция перемещения на рассматриваемом участке, v0x  – проекция начальной скорости на рассматриваемом участке, vx  – проекция конечной скорости на рассматриваемом участке, ax  – проекция ускорения.
Рассмотрим два участка движения:
1 - движение от момента начала торможения до полной остановки.
2 - движение от середины участка торможения до полной остановки.
Так как скорость тела уменьшается, можно утверждать, что вектор ускорения направлен противоположно направлению вектора начальной скорости. Спроецируем уравнение (1)  на ось OX  для двух случаев, если вектор сонаправлен с осью проекция положительна, если противоположно направлен - отрицательна.
Первый участок:

    02−-v20
S =  −2a

     2
S = v0(2)
    2a

Здесь v0  - скорость электрички в момент начала торможения, так как в конце она остановилась, конечная скорость равна нулю, S  - проекция перемещения, равная тормозному пути.
Второй участок:

S   02− v2
2-= -−-2сaр-

    2
S=  vср(3)
2   2a

Здесь v  = 10 м/с
 ср  - скорость на середине всего пути движения - начальная скорость на участке, в конце тело остановилось, поэтому скорость конечная равна нулю, S-
2  - проекция перемещения, равная половине тормозного пути, т.к. тело двигалось от середины и до конца.
Подставим уравнение (2)  в уравнение (3)  вместо S  :

 2      2
v0 ⋅ 1= vср
2a  2   2a

На обоих участках ускорение одинаковое, его можем сократить:

v20 = v2ср-
 4    2

Откуда начальная скорость равна:

       √-
v0 =vср 2(4)

Запишем формулу для пути при движении на всем участке торможения:

   v +v0
S =--2-- ⋅t

Так как в конце тело остановилось, конечная скорость равна нулю:

S = v0t
    2

Откуда время торможения равно:

   2S-
t=  v0

С учетом формулы (4)  получим:

    2S
t= --√--
   vср  2

     √-
t = S-2-
    vср

Считаем:

     √-
t= 50102-= 7,07 ≈ 7 с
Ответ: 7
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

2

I) записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо для решения

задачи выбранным способом (в данном случае: формулы кинематики равноускоренного движения);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения

физических величин (за исключением обозначений констант,

указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии

задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при

написании физических законов);

III) представлены необходимые математические преобразования,

приводящие к правильному ответу;

IV) представлен правильный ответ

Правильно записаны все необходимые положения теории,

1

физические законы, закономерности, и проведены преобразования,

направленные на решение задачи, но имеется один или несколько

из следующих недостатков.

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном

объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение

(возможно, неверные), которые не отделены от решения

и не зачёркнуты.

И (ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях допущены

ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены

логически важные шаги.

И (ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе

в записи единиц измерения величины)

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1 или 2 балла

Максимальный балл

2

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!