Как должен двигаться автомобиль в течение некоторого промежутка времени, чтобы по спидометру можно было определить модуль

Только если автомобиль в течении некоторого промежутка времени будет двигаться прямолинейно ( совершать прямолинейное движение ) в постоянном направлении, вектор перемещения будет равен пройденному пути. В любом другом случае вектор перемещения будет равен сумме векторов последовательных перемещений автомобиля и по спидометру его определить будет невозможно.