НПСФ 2023, 8. клас — Задача 1. Електрически градски тротинетки под наем

Национално пролетно състезание по физика 2023, Варна — тема за втора състезателна група (8. клас) · 4 март 2023 г. · 10 т.

Условие

Кметът на град Еколанд снабдява жителите на града с електрически тротинетки под наем с цел повишаване на чистотата на въздуха. При използване само на предната спирачка тротинетката се движи с отрицатено ускорение a1a_1, а при натискане на задната спирачка с ускорение a2a_2 (a1>a2a_1 > a_2). Предните и задните спирачки могат да се използват съответно за време t1t_1 и t2t_2, но не и едновременно. Жител на града се движи с постоянна скорост vv с тротинетка.

Част 1. Как да спрем с тротинетката? (7 т.)

А) Намерете крайната скорост на тротинетката v1v_1, ако се използват само предните спирачки [1 т.]

Б) Намерете какъв път ще измине тротинетката d, ако се използват само задните спирачки [1 т.]

В) Ако се използват спирачките една след друга за съответните времена t1t_1 и t2t_2 (t=t1+t2t = t_1 + t_2), тротинетката спира. В каква последователност трябва да се използват спирачките (първо предните и после задните или обратно), така че спирачния път да бъде минимален? [5 т.]

Част 2. Къде е тротинетката? (3 т.)

За да се предпазят тротинетките от кражби кметът на града инсталира в тях проследяващо устройство (GPS система). Проследяващата система показва на две независими графики каква е скоростта на тротинетката с времето и посоката на движението ѝ с времето.

Стъпаловидна графика: 36 km/h от 0 до 30 min, 51 km/h от 30 до 60 min, отново 36 km/h от 60 до 90 min.
Стъпаловидна графика: 180° (север) от 0 до 30 min, 45° (югоизток) от 30 до 60 min, 270° (запад) от 60 до 90 min.

Намерете, с точност до 2 km, къде се намира тротинетката в края на маршрута си.

Жокер: Използвайте факта, че 5136≈1,41≈2\frac{51}{36} \approx 1{,}41 \approx \sqrt{2} . За по-лесна ориентация си направете чертеж с две перпендикулярни прави с посоките изток-запад, север-юг.

Отговори

Решение

Теми и трудност

Трудност: неоценена.

Механика · Кинематика

Предпоставки: Прогимназиална подготовка, Разширена олимпиадна подготовка


Оригинал в Архива: proletni_2023_8problems.pdf · официални решения: proletni_2023_8solutions.pdf