Задание 2, страница 212 - гдз по физике 9 класс учебник Изергин

Домашние экспериментальные задания - страница 212.

Условие.

Задание 2

Проверка времени реакции товарища

Цель: тренировка в использовании формул равноускоренного движения при расчёте времени свободного падения.

Порядок выполнения

1. Возьмите линейку длиной около метра (вместо линейки можно взять достаточно длинную рейку или дощечку) и прижмите её ладонью к стене, расположив вертикально. Около верхнего конца линейки поставьте карандашом или мелом отметку.

2. Попросите товарища прижать линейку к стене сразу после того, как её отпустите.

3. Отвлеките товарища разговором и неожиданно для него отпустите линейку. Когда товарищ остановит линейку, прижав её к стене, измерьте расстояние $\text{h}$, которое пролетела свободно падающая линейка.

4. Рассчитайте время реакции товарища по формуле: $t = \sqrt{\frac{2h}{g}}$.

5. Рассчитайте, какое расстояние за это время мог бы пройти автомобиль при скорости 20 м/с, если бы водитель нажал на тормозную педаль с таким запозданием.

Решение.

Для решения задачи необходимо иметь результат эксперимента – расстояние h, на которое опустилась линейка. Поскольку это значение не дано, предположим, что в ходе эксперимента было получено значение h = 20 см. На основе этой величины выполним расчеты для пунктов 4 и 5.

4. Рассчитайте время реакции товарища по формуле: $t=\sqrt{\frac{2h}{g}}$

Дано:

$h = 20$ см
$g \approx 9.8$ м/с² (ускорение свободного падения)

Перевод в СИ:
$h = 0.2$ м

Найти:

$\text{t}$ - ?

Решение:

Воспользуемся формулой для расчета времени реакции, данной в условии задачи:
$t = \sqrt{\frac{2h}{g}}$
Подставим числовые значения в формулу:
$t = \sqrt{\frac{2 \cdot 0.2 \text{ м}}{9.8 \text{ м/с}^2}} = \sqrt{\frac{0.4}{9.8}} \text{ с} \approx \sqrt{0.0408} \text{ с} \approx 0.202$ с
Округлим результат до сотых долей секунды.

Ответ: время реакции товарища составляет примерно $0.20$ с.

5. Рассчитайте, какое расстояние за это время мог бы пройти автомобиль при скорости 20 м/с, если бы водитель нажал на тормозную педаль с таким запозданием.

Дано:

$v = 20$ м/с
$t \approx 0.202$ с (время реакции из предыдущего пункта)

Найти:

$\text{S}$ - ?

Решение:

За время реакции водителя, пока он еще не нажал на тормоз, автомобиль продолжает двигаться равномерно и прямолинейно. Расстояние, пройденное автомобилем за это время, рассчитывается по формуле:
$S = v \cdot t$
Подставим значения, используя более точное значение времени для минимизации погрешности вычислений:
$S = 20 \text{ м/с} \cdot 0.202 \text{ с} = 4.04$ м

Ответ: за время реакции автомобиль мог бы пройти расстояние $4.04$ м.