Uzasadnienie:
Naszym zadaniem jest narysowanie wykresu zależności szybkości od czasu betonowego elementu podnoszonego przez dźwig budowlany. Z treści zadania wiemy, że ruch elementu możemy podzielić na trzy szczególne etapy. Znamy czasy ruchu na tych etapach oraz drogi przebyte wówczas przez element. Z treści zadania wiemy również, że w chwili początkowej element nie poruszał się. Zauważmy również, że na końcu ruchu, gdy element zostanie wciągnięty na górę, również będzie on nieruchomy. Możemy dlatego na wykresie zaznaczyć punkt początkowy w chwili , dla którego . Punkt końcowy będziemy mieli dla czasu wynikającego z sumy czasów trwania poszczególnych etapów, czyli:
gdzie:
- końcowy czas, po jakim element został wciągnięty na górę,
- czas trwania pierwszego etapu ruchu,
- czas trwania drugiego etapu ruchu,
- czas trwania ostatniego etapu ruchu.
Otrzymamy wówczas:
Zatem dla szybkość elementu wynosi . Możemy zaznaczyć punkt początkowy i końcowy na wykresie oraz liniami przerywanymi linie pomocnicze wychodzące od czasów dzielących poszczególne etapy, czyli:
▶ koniec pierwszego etapu:
▶ koniec drugiego etapu:

Wiemy, że w pierwszym etapie betonowy element porusza się ruchem jednostajnie zmiennym, zatem skoro ruszał z miejsca to poruszał się z przyspieszeniem. W drugim etapie poruszał się ruchem jednostajnym, czyli miał przez cały ten etap taką samą szybkość, jaką nabył w czasie pierwszego etapu. Oznacza to, że możemy wyznaczyć szybkość, jaką nabył budowlany element w pierwszym etapie ruchu, aby dokończyć nasz wykres.
Korzystając z definicji przyspieszenia wiemy, że jego wartość w pierwszym etapie możemy obliczyć za pomocą wzoru:
gdzie:
- wartość przyspieszenia w pierwszym etapie,
- zmiana szybkości ciała odpowiadająca szybkości na końcu pierwszego etapu,
- czas w jakim zmienia się szybkość.
Korzystając ze wzoru na drogę w ruchu jednostajnie przyspieszonym bez szybkości początkowej otrzymamy równanie:
gdzie:
- droga przebyta przez element budowlany w pierwszym etapie ruchu.
Oznacza to, że szybkości na końcu pierwszego etapu ruchu będzie miała postać:
Podstawiamy dane liczbowe:
Oznacza to, że na końcu pierwszego etapu ruchu, przez cały drugi etap ruchu oraz na samym początku trzeciego etapu ruchu element ma szybkość . Możemy zatem dla czasu zaznaczyć szybkość . Oraz dla czasu również zaznaczyć szybkość . Otrzymamy wówczas:

Odpowiedź:
Połączmy ze sobą wszystkie punkty. Wykres będzie miał postać:

Ewelina Wysopal
Nauczycielka fizyki
Zobacz lekcje, które wyjaśnią temat krok po kroku:
Tutaj pojawi się lista Twoich książek
Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.

