Для решения этой задачи воспользуемся формулами равнозамедленного движения. Нам известно, что начальная скорость ( v_0 = 20 ) м/с, и на последнем километре тормозного пути скорость уменьшилась на ( 10 ) м/с, то есть в конце последнего километра скорость составила ( 10 ) м/с.
При равнозамедленном движении используем формулу для изменения скорости:
[
v^2 = v_0^2 + 2a s
]
где ( v ) — конечная скорость, ( v_0 ) — начальная скорость, ( a ) — ускорение (в данном случае отрицательное, так как торможение), ( s ) — пройденное расстояние.
Для последнего километра, где скорость изменяется с ( 20 ) м/с до ( 10 ) м/с:
[
10^2 = 20^2 + 2a \cdot 1
]
Решаем это уравнение:
[
100 = 400 + 2a
]
[
2a = 100 - 400
]
[
2a = -300
]
[
a = -150
]
Теперь, используя найденное ускорение, определим общий тормозной путь. Для этого снова используем формулу:
[
0 = 20^2 + 2 \cdot (-150) \cdot s
]
где ( 0 ) — это конечная скорость, так как поезд полностью остановится.
Решаем уравнение:
[
0 = 400 - 300s
]
[
300s = 400
]
[
s = \frac{400}{300} = \frac{4}{3} \approx 1.33
]
Однако, похоже, здесь есть ошибка в вычислениях, так как в ответах нет такого варианта. Давайте пересчитаем, используя более точные промежуточные шаги:
Вернёмся к уравнению для нахождения ускорения на последнем километре:
[
10^2 = 20^2 + 2a \cdot 1
]
[
100 = 400 + 2a
]
[
2a = 100 - 400 = -300
]
[
a = -150
]
Используем найденное ускорение:
Рассмотрим полный путь (пусть он будет ( S )):
[
0 = 20^2 + 2 \cdot (-150) \cdot S
]
[
0 = 400 - 300S
]
[
300S = 400
]
[
S = \frac{400}{300} = \frac{4}{3} \approx 1.33
]
Опять же, это значение не соответствует ответу, возможно, ошибка в интерпретации условия.
Пробуем пересчитать:
Если на последнем километре скорость уменьшилась с 20 м/с до 10 м/с, то нужно пересчитать:
[
10^2 = 20^2 + 2a \cdot 1
]
Теперь, найдя ускорение, пересчитываем общий путь:
[
v^2 = v_0^2 + 2aS
]
где ( v = 0 ) и ( v_0 = 20 ), а ( a = -150 ).
В итоге, конечный результат все равно не совпадает с вариантами ответа, возможно, ошибка в первоначальном предположении или условиях задачи.