برای حل این سوال، بیایید به ترتیب به هر بخش پاسخ دهیم:
آ) شتاب حرکت اتومبیل:
- نمودار مکان-زمان داده شده است و شکل منحنی نشان میدهد که شتاب ثابت نیست. برای یافتن شتاب در یک لحظه خاص، باید مشتق نمودار سرعت-زمان را پیدا کنیم که در این مورد نیز میتوان با ابتکار از نمودار مکان-زمان استفاده کرد.
ب) سرعت آن در لحظهی عبور از مبدا:
- با توجه به اینکه نمودار مکان-زمان داده شده، سرعت در هر لحظه برابر با شیب منحنی مکان-زمان است. در لحظه ۸ ثانیه، مکان برابر با صفر است، بنابراین باید شیب نمودار در این نقطه را محاسبه کنیم.
پ) برایند نیروهای وارد بر آن:
- با استفاده از قانون دوم نیوتون میتوان نیروی وارد بر جسم را محاسبه کرد. اگر شتاب اتومبیل را داشته باشیم و جرم آن برابر با \(1000 \, \text{kg}\) باشد، نیروی وارد برابر است با:
\[
F = m \cdot a
\]
ت) نیروی پیشران:
- اگر نیروی پیشران \(3000 \, \text{N}\) باشد و برایند نیروهای مقاومی که بر آن وارد میشود مد نظر باشد، با توجه به شتاب محاسبه شده، سهم نیروهای مقاوم را نیز قابل محاسبه خواهد بود.
بطور کلی، برای تکمیل جواب باید اطلاعات دقیقتری از نمودار مکان-زمان و نرخ تغییرات آن در نقاط مختلف داشته باشیم تا بتوان پاسخ دقیقتری ارائه داد. اگر معادلهای برای نمودار موجود است یا شیبها مشخصتر است، میتوان محاسبات را دقیقتر انجام داد.