Скорость по графику ускорения
9-5. Материальная точка движется в положительном направлении оси \(X\) с переменным ускорением, график зависимости которого от пройденного пути представлен на рисунке. Определите скорость точки при движении вблизи отметки \(5\) м, если в начальный момент скорость точки была \(1{,}0\) м/с.

▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
ПодсказкаПлощадь под графиком зависимости ускорения от пути равна половине разности квадратов скоростей.
▶ОтветСкрыть: ответ
Ответ\(v=\sqrt{v_0^2+2\bar a S}\approx 6{,}0\text{ м/с}\).
▶РешениеСкрыть: решение
Решение9-5. Задача решается весьма просто, если обратить внимание, на то, что
площадь под кривой ускорения в зависимости от пути численно равна половине разности квадратов скоростей:
\[aS = \frac{v^2 - v_0^2}{2}.\tag{1}\]

Это очевидно для равноускоренного движения; для переменного движения достаточно разбить весь график на маленькие прямоугольники и просуммировать их площади. Другими словами, если усреднить ускорение по пути (значение \(\bar{a} = 3{,}5\,\text{м}/\text{с}^2\) обозначено на рисунке пунктиром), то из (1) следует окончательное выражение:
\[v = \sqrt{v_0^2 + 2\bar{a}S},\]
численное значение \(v = 6{,}0\,\text{м}/\text{с}\).
Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.
Похожие задачи
- Путь по графику скорости Курчатов 2016/17, отборочный этап, 8 кл.
- Скорость тела по графику «Бельчонок» 2021/22, отборочный этап, 9 кл.
- Скорость по графику ускорения Физтех 2023/24, отборочный этап, 10 кл.
- Машинка на трассе ВсОШ 2025/26, пригласительный этап, 8 кл.
- Путешествие туриста ВсОШ 2025/26, школьный этап, 8 кл.
- Паша и собака Санкт-Петербургская 2012/13, отборочный этап, 7 кл.