برای حل سوالات داده شده میتوان به شکل زیر عمل کرد:
الف) جابهجایی متحرک:
جابهجایی متحرک برابر است با مساحت زیر نمودار سرعت-زمان. نمودار به سه ناحیه تقسیم میشود:
1. مثلث در بازه 0 تا 4:
\[
\frac{1}{2} \times 4 \times 3 = 6
\]
2. مثلث در بازه 4 تا 10:
\[
\frac{1}{2} \times 6 \times 4 = 12
\]
3. مثلث در بازه 10 تا 12:
\[
\frac{1}{2} \times 2 \times 2 = -2
\]
بنابراین، جابهجایی کل برابر است با:
\[
6 + 12 - 2 = 16 \text{ متر}
\]
ب) شتاب متوسط متحرک:
شتاب متوسط برابر است با تغییرات سرعت تقسیم بر تغییرات زمان.
از 0 تا 12 ثانیه:
\[
\text{شتاب متوسط} = \frac{-2 - 2}{12 - 0} = \frac{-4}{12} = -\frac{1}{3} \text{ متر بر مجذور ثانیه}
\]
پ) نمودار شتاب-زمان:
شتاب در هر ناحیه محاسبه میشود.
- از 0 تا 4 ثانیه: شتاب ثابت است و برابر با \(\frac{3}{4}\) متر بر مجذور ثانیه.
- از 4 تا 10 ثانیه: شتاب ثابت است و برابر با \(-\frac{2}{3}\) متر بر مجذور ثانیه.
- از 10 تا 12 ثانیه: شتاب ثابت است و برابر با \(-2\) متر بر مجذور ثانیه.
میتوانید برای هر کدام از این نواحی، نمودار شتابی رسم کنید که مقدار شتاب در هر بازه زمانی به صورت ثابت میباشد.