Для решения этой задачи мы будем использовать законы классической механики.
Дано:
- Масса поезда ( m = 2000 ) тонн = ( 2000 \times 1000 = 2,000,000 ) кг
- Начальная скорость ( v_0 = 36 ) км/ч = ( 36 \times \frac{1000}{3600} = 10 ) м/с
- Пройденный путь при торможении ( s = 250 ) м
Найти:
a) Величину тормозящего ускорения ( a )
b) Время торможения ( t )
a) Величина тормозящего ускорения
Для нахождения ускорения можно воспользоваться формулой, связывающей начальную скорость, конечную скорость, ускорение и путь:
[ v^2 = v_0^2 + 2as ]
Так как поезд полностью остановился, конечная скорость ( v = 0 ). Подставим известные значения в формулу:
[ 0 = 10^2 + 2a \times 250 ]
[ 0 = 100 + 500a ]
[ 500a = -100 ]
[ a = -\frac{100}{500} = -0.2 \, \text{м/с}^2 ]
Отрицательное значение указывает на то, что ускорение направлено против движения, то есть является тормозящим.
b) Время торможения
Теперь найдем время торможения, используя формулу, связывающую начальную скорость, ускорение и время:
[ v = v_0 + at ]
Так как конечная скорость ( v = 0 ), у нас получится:
[ 0 = 10 - 0.2t ]
[ 0.2t = 10 ]
[ t = \frac{10}{0.2} = 50 \, \text{с} ]
Таким образом, величина тормозящего ускорения составляет ( -0.2 \, \text{м/с}^2 ), а время торможения равно 50 секунд.