Чтобы решить эту задачу, нам нужно рассмотреть формулу кинетической энергии:
[ KE = \frac{1}{2}mv^2 ]
где ( KE ) — кинетическая энергия, ( m ) — масса автомобиля, а ( v ) — его скорость.
Допустим, изначальная кинетическая энергия автомобиля при скорости 10 м/с равна ( KE_1 ):
[ KE_1 = \frac{1}{2}m(10)^2 = 50m ]
Мы хотим, чтобы его кинетическая энергия увеличилась вдвое, то есть новая кинетическая энергия ( KE_2 ) должна быть:
[ KE_2 = 2 \times KE_1 = 2 \times 50m = 100m ]
Теперь подставим это значение в формулу кинетической энергии с новой скоростью ( v_2 ):
[ 100m = \frac{1}{2}mv_2^2 ]
Упростим уравнение, сократив массу ( m ) с обеих сторон:
[ 100 = \frac{1}{2}v_2^2 ]
Умножим обе стороны на 2, чтобы избавиться от дроби:
[ 200 = v_2^2 ]
Теперь возьмем квадратный корень из обеих сторон уравнения, чтобы найти ( v_2 ):
[ v_2 = \sqrt{200} ]
Таким образом, ( v_2 \approx 14.14 \, \text{м/с} ).
Следовательно, автомобиль должен двигаться со скоростью примерно 14.14 м/с, чтобы его кинетическая энергия увеличилась вдвое.