Электричка тормозит с постоянным ускорением до полной остановки. Тормозной путь составил а скорость на середине тормозного пути была
Сколько времени продолжалось торможение?
Запишем уравнение перемещения при равноускоренном движении:
Здесь – проекция перемещения на рассматриваемом участке,
– проекция начальной скорости на рассматриваемом участке,
– проекция конечной скорости на рассматриваемом участке,
– 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 на ось
для двух случаев, если вектор сонаправлен с осью проекция положительна, если противоположно направлен — отрицательна.
Первый участок:
Здесь — скорость электрички в момент начала торможения, так как в конце она остановилась, конечная скорость равна нулю,
— проекция перемещения, равная тормозному пути.
Второй участок:
Здесь — скорость на середине всего пути движения — начальная скорость на участке, в конце тело остановилось, поэтому скорость конечная равна нулю,
— проекция перемещения, равная половине тормозного пути, т.к. тело двигалось от середины и до конца.
Подставим уравнение в уравнение
вместо
:
На обоих участках ускорение одинаковое, его можем сократить:
Откуда начальная скорость равна:
Запишем формулу для пути при движении на всем участке торможения:
Так как в конце тело остановилось, конечная скорость равна нулю:
Откуда время торможения равно:
С учетом формулы получим:
Считаем: