Для того чтобы определить общий тормозной путь поезда, необходимо воспользоваться законами кинематики и уравнениями движения с постоянным ускорением. Давайте пошагово разберем задачу.
Шаг 1: Определим ускорение
Для этого воспользуемся уравнением, связывающим начальную скорость, конечную скорость, ускорение и перемещение:
[ v^2 = u^2 + 2as ]
где:
- ( v ) — конечная скорость на последнем километре тормозного пути (20 м/с),
- ( u ) — начальная скорость на последнем километре тормозного пути (30 м/с),
- ( a ) — ускорение (в данном случае отрицательное, так как это торможение),
- ( s ) — перемещение (1 км = 1000 м).
Подставим известные значения:
[ (20 \, \text{м/с})^2 = (30 \, \text{м/с})^2 + 2a \cdot 1000 \, \text{м} ]
Решим уравнение:
[ 400 = 900 + 2000a ]
[ 2000a = 400 - 900 ]
[ 2000a = -500 ]
[ a = -\frac{500}{2000} ]
[ a = -0.25 \, \text{м/с}^2 ]
Шаг 2: Определим общий тормозной путь
Теперь, зная ускорение, можем найти весь тормозной путь ( S ). Для этого воспользуемся тем же уравнением, но уже для всего тормозного пути, где начальная скорость ( u = 30 \, \text{м/с} ), конечная скорость ( v = 0 \, \text{м/с} ), и ускорение ( a = -0.25 \, \text{м/с}^2 ):
[ v^2 = u^2 + 2aS ]
Подставим известные значения:
[ 0 = (30 \, \text{м/с})^2 + 2(-0.25)S ]
[ 0 = 900 - 0.5S ]
[ 0.5S = 900 ]
[ S = \frac{900}{0.5} ]
[ S = 1800 \, \text{м} ]
Ответ
Общий тормозной путь поезда составляет 1800 метров.