Для решения задачи воспользуемся основными уравнениями равноускоренного движения. Нам известно, что тело начинает двигаться с нулевой начальной скоростью (v₀ = 0) и движется с постоянным ускорением (a).
Первое уравнение для определения расстояния, пройденного за определенный промежуток времени, имеет вид:
[ s = v₀t + \frac{1}{2}at^2 ]
Так как начальная скорость (v₀) равна нулю, уравнение упрощается до:
[ s = \frac{1}{2}at^2 ]
Рассмотрим перемещение тела за третью секунду. Это расстояние можно найти как разность расстояний, пройденных за три секунды и за две секунды:
[ s_3 = s(3) - s(2) ]
где ( s(3) ) и ( s(2) ) - это расстояния, пройденные телом за 3 и 2 секунды соответственно.
Подставим значения в формулу:
[ s(3) = \frac{1}{2}a \cdot 3^2 = \frac{9}{2}a ]
[ s(2) = \frac{1}{2}a \cdot 2^2 = 2a ]
Теперь найдем ( s_3 ):
[ s_3 = \frac{9}{2}a - 2a = \frac{9}{2}a - \frac{4}{2}a = \frac{5}{2}a ]
По условию задачи, это расстояние равно 2,5 метра:
[ \frac{5}{2}a = 2.5 ]
Решим это уравнение для ускорения a:
[ a = \frac{2.5 \cdot 2}{5} = 1 \, \text{м/с}^2 ]
Теперь определим перемещение тела за пятую секунду. Аналогично, это будет разность расстояний, пройденных за 5 секунд и за 4 секунды:
[ s_5 = s(5) - s(4) ]
где ( s(5) ) и ( s(4) ) - это расстояния, пройденные телом за 5 и 4 секунды соответственно.
Подставим значения в формулу:
[ s(5) = \frac{1}{2}a \cdot 5^2 = \frac{25}{2}a ]
[ s(4) = \frac{1}{2}a \cdot 4^2 = 8a ]
Теперь найдем ( s_5 ):
[ s_5 = \frac{25}{2}a - 8a = \frac{25}{2}a - \frac{16}{2}a = \frac{9}{2}a ]
Подставим значение ускорения:
[ s_5 = \frac{9}{2} \cdot 1 = 4.5 \, \text{м} ]
Таким образом, перемещение тела за пятую секунду составляет 4,5 метра.