برای محاسبه شتاب دوچرخهسوار، ابتدا باید تغییرات سرعت و زمان را در نظر بگیریم.
اطلاعات دادهشده در سوال:
- سرعت اولیه (\( v_i \)) = \( 10 \) متر بر ثانیه به طرف شرق
- سرعت نهایی (\( v_f \)) = \( 2 \) متر بر ثانیه به طرف شمال
- زمان (\( \Delta t \)) = \( 12 - 4 = 8 \) ثانیه
ابتدا بردار سرعت تغییر یافته را محاسبه می کنیم:
- بردار سرعت اولیه به سمت شرق: \( (10, 0) \)
- بردار سرعت نهایی به سمت شمال: \( (0, 2) \)
تغییرات بردار سرعت:
\[
\Delta v = v_f - v_i = (0, 2) - (10, 0) = (-10, 2)
\]
سپس شتاب را محاسبه می کنیم:
\[
a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{(-10, 2)}{8} = \left(-\frac{10}{8}, \frac{2}{8}\right) = \left(-\frac{5}{4}, \frac{1}{4}\right)
\]
پس:
\- شتاب به سمت غرب: \(-\frac{5}{4}\) متر بر مجذور ثانیه
\- شتاب به سمت شمال: \(\frac{1}{4}\) متر بر مجذور ثانیه
بنابراین شتاب به صورت برداری: \(\left(-\frac{5}{4}, \frac{1}{4}\right)\) متر بر مجذور ثانیه است.