В инерциальной системе отсчёта вдоль оси Ох движется тело массой 10 кг. На рисунке приведён график зависимости проекции скорости этого тела от времени .

Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения относительно этого движения.
- Модуль равнодействующей сил в промежуток времени от 10 до 20 равен 2 Н.
- В промежутке времени от 0 до 10 с ускорение тела было равно 0,4 м/с .
- Кинетическая энергия тела в промежутке времени от 35 до 40 с уменьшилась в 2 раза.
- Перемещение в промежуток времени с 35 до 45 с было равно 90 м.
- Модуль ускорения тела в промежутке от 0 до 10 с в 2 раза больше модуля ускорения тела в промежутке времени от 10 до 20 с.
Решение:
1) Верно
Для нахождения ускорения используем его определение как отношение изменения скорости к промежутку времени, за которое это изменение произошло: где - изменение скорости за время .
Рассчитаем модуль ускорения на интервале от 10 до 20 с:
Согласно второму закону Ньютона, модуль равнодействующей силы равен произведению массы тела на его ускорение: где - масса тела, - ускорение тела.
2) Верно
Пользуясь тем же определением ускорения, вычислим его модуль для начального отрезка времени:
3) Неверно
Кинетическая энергия тела определяется формулой: Поскольку масса тела остаётся неизменной, изменение энергии зависит только от квадрата скорости. Найдём отношение энергий в моменты 35 с и 40 с: Следовательно, кинетическая энергия уменьшилась в 4 раза, а не в 2.
4) Неверно
Перемещение тела численно равно площади фигуры, заключённой под графиком скорости. На участке от 35 до 45 с эта фигура является треугольником. Рассчитаем её площадь: Полученное значение (30 м) не соответствует утверждению (90 м).
5) Верно
Нам уже известны модули ускорений на обоих участках: и . Разделив первое значение на второе, получаем: Это означает, что модуль ускорения в первом промежутке действительно в 2 раза больше, чем во втором.