Для решения задачи о скольжении хоккейной шайбы нужно учитывать законы физики, связанные с кинематикой и динамикой. В данном случае нам понадобится формула, которая связывает начальную скорость, путь, и замедление (или ускорение).
Примем следующие обозначения:
- ( v_0 ) — начальная скорость шайбы,
- ( v ) — конечная скорость шайбы (в данном случае конечная скорость равна 0, так как шайба останавливается),
- ( a ) — ускорение (в данном случае отрицательное, так как шайба замедляется),
- ( s ) — пройденный путь.
Основная формула, которая связывает эти величины:
[ v^2 = v_0^2 + 2as ]
Так как конечная скорость ( v = 0 ), формула принимает вид:
[ 0 = v_0^2 + 2as ]
Из этой формулы можно выразить ускорение ( a ):
[ a = -\frac{v_0^2}{2s} ]
Теперь подставим значения из первого случая (начальная скорость 2 м/с, путь 5 м) для нахождения ускорения:
[ a = -\frac{(2 \text{ м/с})^2}{2 \cdot 5 \text{ м}} = -\frac{4 \text{ м}^2/\text{с}^2}{10 \text{ м}} = -0.4 \text{ м/с}^2 ]
Теперь, когда мы знаем ускорение, мы можем найти путь, который проскользит шайба при начальной скорости 4 м/с. Используем ту же формулу:
[ 0 = (4 \text{ м/с})^2 + 2 \cdot (-0.4 \text{ м/с}^2) \cdot s ]
Рассчитаем:
[ 0 = 16 \text{ м}^2/\text{с}^2 - 0.8 \text{ м/с}^2 \cdot s ]
[ 0.8 \text{ м/с}^2 \cdot s = 16 \text{ м}^2/\text{с}^2 ]
[ s = \frac{16 \text{ м}^2/\text{с}^2}{0.8 \text{ м/с}^2} = 20 \text{ м} ]
Таким образом, если шайбе сообщить начальную скорость 4 м/с, она проскользит 20 метров.