Задание А1. При любом равноускоренном движении скорость тела изменяется. Как ускорение характеризует это изменение? Выберите правильное утверждение:
2) ускорение показывает, как быстро изменяется скорость тела.
Задание А2. Автомобиль начинает движение по прямой из состояния покоя с ускорением 0,2 м/с². Время, за которое он приобретет скорость 20 м/с, равно:
$$v = a * t$$ , где $v$ - скорость, $a$ - ускорение, $t$ - время.
Выразим время: $t = v / a = 20 / 0.2 = 100$ с
Правильный ответ: 4) 100 c
Задание А3. Электропоезд, отходящий от станции, в течение 0,5 мин двигался с ускорением 0,8 м/с². Путь, который он прошел за это время, равен:
$$S = v_0 * t + (a * t^2) / 2$$ , где $S$ - путь, $v_0$ - начальная скорость, $a$ - ускорение, $t$ - время.
Так как поезд отходит от станции, то $v_0 = 0$.
$S = (0.8 * 30^2) / 2 = 360$ м
Правильный ответ: 3) 360 м
Задание А4. Зависимость координаты некоторого тела от времени описывается уравнением $x(t) = 2 + 8t - 2t^2$, где все величины выражены в единицах системы СИ. Определите, в какой момент времени скорость тела равна нулю.
$$v(t) = x'(t) = 8 - 4t$$ , где $v(t)$ - скорость, $x'(t)$ - производная координаты по времени.
Приравняем скорость к нулю: $8 - 4t = 0$ => $t = 2$ с
Правильный ответ: 2) 2 с
Задание А5. Покоящееся тело начинает движение с постоянным ускорением. За третью секунду оно проходит путь, равный 5 м. Определите путь, который прошло тело за первые 3 с.
Путь за n-ую секунду равен: $S_n = a * (2n - 1) / 2$
$S_3 = a * (2 * 3 - 1) / 2 = 5$ => $a = 2$ м/с²
Путь за 3 секунды: $S = (a * t^2) / 2 = (2 * 3^2) / 2 = 9$ м
Правильный ответ: 3) 9 м
Задание А6. Используя график зависимости скорости движения тела от времени (см. рисунок), определите проекцию его ускорения.
Ускорение - это изменение скорости за единицу времени. По графику видно, что скорость меняется от 6 м/с до 0 м/с за 6 секунд.
$$a = (0 - 6) / 6 = -1$$ м/с²
Правильный ответ: 3) -1,5 м/с²
Задание B1. Автомобиль, двигаясь равномерно, проходит 30 м за 3 с. После этого автомобиль начинает торможение до полной остановки. Определите проекцию ускорения автомобиля при торможении, если известно, что тормозной путь автомобиля составил 10 м.
$$v = S / t = 30 / 3 = 10$$ м/с
$$a = (v^2 - v_0^2) / (2S) = (0 - 10^2) / (2 * 10) = -5$$ м/с²
Задание B2. Велосипедист движется под уклон с ускорением 0,2 м/с². Определите его скорость через 97,5 м, если начальная скорость велосипедиста была 5 м/с.
$$v = \sqrt{v_0^2 + 2aS} = \sqrt{5^2 + 2 * 0.2 * 97.5} = \sqrt{64} = 8$$ м/с
Задание C1. Поезд начинает тормозить при скорости 20 м/с. Определите его скорость после провождения $2/3$ тормозного пути. Ответ округлите до целых.
$$v^2 - v_0^2 = 2aS$$ , где $v_0$ - начальная скорость, $v$ - конечная скорость, $a$ - ускорение, $S$ - путь.
В конце тормозного пути скорость равна 0: $0 - 20^2 = 2aS$ => $2aS = -400$
Найдём скорость после прохождения 2/3 пути: $v^2 - 20^2 = (2 * 2/3) * aS$
$v^2 = 400 + 2/3 * (-400) = 400 - 800/3 = 400/3$
$v = \sqrt{400/3} \approx 11.55$ м/с. Округляем до целых: 12 м/с.
Задание C2. Тело, двигаясь равноускоренно без начальной скорости, за восьмую секунду прошло путь 37,5 м. Определите его перемещение за десятую секунду движения. Ответ запишите с точностью до десятых.
Путь за n-ую секунду равен: $S_n = a * (2n - 1) / 2$
$S_8 = a * (2 * 8 - 1) / 2 = 37.5$ => $a = 5$ м/с²
$S_{10} = a * (2 * 10 - 1) / 2 = 5 * 19 / 2 = 47.5$ м