Среднюю скорость катера можно сосчитать по формуле:
\[{\upsilon _{ср}} = \frac{{{S_1} + {S_2}}}{{{t_1} + {t_2}}}\]
Движение на обоих участках было равномерным, поэтому найти время \(t_1\) и \(t_2\) не составит труда.
\[\left\{ \begin{gathered}
{t_1} = \frac{{{S_1}}}{{{\upsilon _1}}} \hfill \\
{t_2} = \frac{{{S_2}}}{{{\upsilon _2}}} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]
Так как участки равны по величине \(S_1=S_2=\frac{1}{2}S\), и скорость на первой участке больше скорости на втором в два раза \(\upsilon_1=2\upsilon_2\), то:
\[\left\{ \begin{gathered}
{t_1} = \frac{S}{{2{\upsilon _1}}} = \frac{S}{{4{\upsilon _2}}} \hfill \\
{t_2} = \frac{S}{{2{\upsilon _2}}} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]
Подставим выражения для времен \(t_1\) и \(t_2\) в формулу средней скорости.
\[{\upsilon _{ср}} = \frac{S}{{\frac{S}{{4{\upsilon _2}}} + \frac{S}{{2{\upsilon _2 = \frac{S}{{\frac{{3S}}{{4{\upsilon _2 = \frac{{S \cdot 4{\upsilon _2}}}{{3S}} = \frac{{4{\upsilon _2}}}{3}\]
Значит необходимая нам скорость \(\upsilon_2\) определяется по такой формуле.
Объяснение:
Задача 1
Дано:
m₁ = 80 кг
m₂ = 35 ц = 3 500 кг
d₂ = 0,5 м
d₁ - ?
По правилу моментов:
F₁·d₁ = F₂·d₂
m₁·g·d₁ = m₂·g·d₂
m₁·d₁ = m₂·d₂
d₁ = m₂·d₂ / m₁
d₁ = 3500·0,5 / 80 ≈ 22 м
Задача 2
Дано:
H = 30 м
V₁ = 20 м/с
h - ?
Скорость:
V₁ = g·t₁
t₁ = V₁ / g = 20/10 = 2 с
За 2 секунды мяч преодолеет путь:
H₁ = g·t₁²/2 = 10·2² /2 = 20 м
Значит, мяч будет находиться на высоте:
h = H - H₁ = 30 - 20 = 10 м
Задача 3
Поскольку
Eп = m·g·h,
то потенциальная энергия больше у бруска с большей массой (объемы и высоты поднятия одинаковы по условию задачи)
Для стального бруска.
