Задание OGEPHYS5451F3: Равномерное и неравномерное движение. Средняя скорость. Формула для вычисления средней скорости:

Выберем инерциальную систему отсчёта графика и положительное направление Ox, которому соответствует положительная проекция скорости. Состав отдельных сил и природа взаимодействий в условии не заданы; перечислить их без дополнительных данных нельзя. Обозначим векторную сумму всех действующих на тело сил через F_рез. Поперечная проекция равнодействующей равна нулю, поскольку движение происходит вдоль Ox.

Второй закон Ньютона в проекции на эту ось:
ΣFₓ = F_рез,ₓ = maₓ.
Ускорение на прямом участке графика скорости:
aₓ = vₓ,кон − vₓ,начt_кон − t_нач.
Положительный наклон даёт равнодействующую по Ox, отрицательный — против Ox, горизонтальный участок — нулевую равнодействующую.

Масса m = 3 кг. Считываем точки (время в секундах; скорость в м·с⁻¹): О(0; 0), А(2; 30), Б(3; 20), В(5; 20), Г(6; 10).

На ОА:
aₓ = 30 − 02 − 0 м·с⁻² = 15 м·с⁻²;
F_рез,ₓ = 3 кг · 15 м·с⁻² = 45 Н.
На АБ:
aₓ = 20 − 303 − 2 м·с⁻² = −10 м·с⁻²;
F_рез,ₓ = 3 кг · (−10 м·с⁻²) = −30 Н.
На БВ скорость постоянна, vₓ = 20 м·с⁻¹; aₓ = 0 и F_рез,ₓ = 0.
На ВГ:
aₓ = 10 − 206 − 5 м·с⁻² = −10 м·с⁻²;
F_рез,ₓ = −30 Н.

1. Неверно: на ОА модуль равнодействующей 45 Н, а не 90 Н.
2. Верно: на АБ модуль ускорения равен 10 м·с⁻².
3. Неверно: на БВ тело движется со скоростью 20 м·с⁻¹, а не покоится.
4. Неверно: на ВГ скорость изменяется от 20 до 10 м·с⁻¹; значение 10 достигается только в конце участка.
5. Верно: на АБ и ВГ равнодействующая имеет один модуль 30 Н и направлена против Ox.

Проверка обратной подстановкой. По формуле vₓ,кон = vₓ,нач + aₓΔt на АБ получаем 30 − 10·1 = 20 м·с⁻¹, а на ВГ — 20 − 10·1 = 10 м·с⁻¹, как на исходном графике. Ответ: 25.