Для решения этой задачи мы можем использовать формулу из кинематики для равноускоренного движения:
[ s = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2 ]
где:
- ( s ) – путь, который в данном случае составляет 300 м,
- ( v_0 ) – начальная скорость, равная 10 м/с,
- ( a ) – ускорение, равное 0,5 м/с²,
- ( t ) – время, которое необходимо найти.
Подставим известные значения в формулу:
[ 300 = 10t + \frac{1}{2} \cdot 0,5 \cdot t^2 ]
[ 300 = 10t + 0,25t^2 ]
Преобразуем уравнение к стандартному виду квадратного уравнения:
[ 0,25t^2 + 10t - 300 = 0 ]
Для удобства решения домножим все члены уравнения на 4, чтобы избавиться от дроби:
[ t^2 + 40t - 1200 = 0 ]
Решим это квадратное уравнение. Коэффициенты здесь следующие: ( a = 1 ), ( b = 40 ), ( c = -1200 ).
Используем формулу для корней квадратного уравнения:
[ t = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} ]
[ t = \frac{-40 \pm \sqrt{40^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-1200)}}{2 \cdot 1} ]
[ t = \frac{-40 \pm \sqrt{1600 + 4800}}{2} ]
[ t = \frac{-40 \pm \sqrt{6400}}{2} ]
[ t = \frac{-40 \pm 80}{2} ]
Это дает нам два корня:
[ t_1 = \frac{40}{2} = 20 \, \text{секунд} ]
[ t_2 = \frac{-120}{2} = -60 \, \text{секунд} ] (этот результат не имеет физического смысла, так как время не может быть отрицательным)
Таким образом, время, за которое лыжник спустится с горы, составляет 20 секунд.