Для решения этой задачи воспользуемся уравнениями равномерно ускоренного движения. Согласно условиям задачи, тело начинает движение из состояния покоя, то есть начальная скорость ( v_0 = 0 ). Пусть ускорение тела равно ( a ).
Уравнение для пути, пройденного телом за ( t ) секунд, выглядит следующим образом:
[ S = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2. ]
Так как ( v_0 = 0 ), уравнение упрощается до:
[ S = \frac{1}{2} a t^2. ]
Теперь нам нужно найти путь, пройденный телом за пятую секунду. Путь, пройденный за пятую секунду, можно найти как разность пути, пройденного за 5 секунд, и пути, пройденного за 4 секунды:
[ S_5 = S(5) - S(4). ]
Подставим значения в уравнение для пути:
[ S(5) = \frac{1}{2} a \times 5^2 = \frac{1}{2} a \times 25 = \frac{25}{2} a, ]
[ S(4) = \frac{1}{2} a \times 4^2 = \frac{1}{2} a \times 16 = 8a. ]
Таким образом, путь за пятую секунду будет:
[ S_5 = \frac{25}{2} a - 8a = \frac{25}{2} a - \frac{16}{2} a = \frac{9}{2} a. ]
По условию задачи, этот путь равен 18 м, следовательно:
[ \frac{9}{2} a = 18. ]
Решим это уравнение относительно ( a ):
[ 9a = 36, ]
[ a = 4 \, \text{м/с}^2. ]
Теперь найдем скорость тела в конце пятой секунды. Скорость при равномерно ускоренном движении находится по формуле:
[ v = v_0 + a t. ]
Подставим известные значения:
[ v = 0 + 4 \times 5 = 20 \, \text{м/с}. ]
Таким образом, скорость тела в конце пятой секунды будет ( 20 \, \text{м/с} ).