1. Главная
  2. Библиотека
  3. Физика
  4. Закон изменения ( ) y t At Ct Bt 2 4 координаты материа...
Решение задачи на тему

Закон изменения ( ) y t At Ct Bt 2 4 координаты материальной точки: = + + , где A = 6 м/с, C = 0,2 м/с2, B = ‒0,125 м/с4. Найти скорость и ускорение материальной точки в моменты времени t1 = 0 c и t2 = 2 с, а также ее среднюю скорость перемещения и

  • Физика
  • #Общая физика: механика, термодинамика, электродинамика
Закон изменения ( ) y t At Ct Bt 2 4 координаты материальной точки: = + + , где A = 6 м/с, C = 0,2 м/с2, B = ‒0,125 м/с4. Найти скорость и ускорение материальной точки в моменты времени t1 = 0 c и t2 = 2 с, а также ее среднюю скорость перемещения и

Условие:

Закон
изменения
( )
y t At Ct Bt
2 4
координаты
материальной
точки:
= + + , где A = 6 м/с, C = 0,2 м/с2, B = ‒0,125 м/с4. Найти
скорость и ускорение материальной точки в моменты времени t1
= 0 c и
t2
= 2 с, а также ее среднюю скорость перемещения и среднее ускорение
для первых двух секунд движения.

Решение:

Для решения задачи, давайте сначала запишем уравнение изменения координат материальной точки:

y(t)=At+Ct2+Bt4 y(t) = At + Ct^2 + Bt^4

где:

  • A=6м/сA = 6 \, \text{м/с}
  • C=0,2м/с2C = 0,2 \, \text{м/с}^2
  • $B = -0,125 , \text{м/с}^4...

Скорость v(t)v(t) можно найти, взяв производную от функции y(t)y(t):

v(t)=dydt=A+2Ct+4Bt3 v(t) = \frac{dy}{dt} = A + 2Ct + 4Bt^3

Подставим значения AA, CC и BB:

v(t)=6+2(0,2)t+4(0,125)t3 v(t) = 6 + 2(0,2)t + 4(-0,125)t^3
v(t)=6+0,4t0,5t3 v(t) = 6 + 0,4t - 0,5t^3

Теперь найдем скорость в моменты времени t2=2сt2 = 2 \, \text{с}.

v(0)=6+0,4(0)0,5(0)3=6м/с v(0) = 6 + 0,4(0) - 0,5(0)^3 = 6 \, \text{м/с}
v(2)=6+0,4(2)0,5(2)3 v(2) = 6 + 0,4(2) - 0,5(2)^3
v(2)=6+0,80,5(8) v(2) = 6 + 0,8 - 0,5(8)
v(2)=6+0,84=2,8м/с v(2) = 6 + 0,8 - 4 = 2,8 \, \text{м/с}

Ускорение a(t)a(t) можно найти, взяв производную от функции скорости v(t)v(t):

a(t)=dvdt=2C+12Bt2 a(t) = \frac{dv}{dt} = 2C + 12Bt^2

Подставим значения CC и BB:

a(t)=2(0,2)+12(0,125)t2 a(t) = 2(0,2) + 12(-0,125)t^2
a(t)=0,41,5t2 a(t) = 0,4 - 1,5t^2

Теперь найдем ускорение в моменты времени t2=2сt2 = 2 \, \text{с}.

a(0)=0,41,5(0)2=0,4м/с2 a(0) = 0,4 - 1,5(0)^2 = 0,4 \, \text{м/с}^2
a(2)=0,41,5(2)2 a(2) = 0,4 - 1,5(2)^2
a(2)=0,41,5(4) a(2) = 0,4 - 1,5(4)
a(2)=0,46=5,6м/с2 a(2) = 0,4 - 6 = -5,6 \, \text{м/с}^2

Средняя скорость VсрV_{ср} определяется как изменение координаты, деленное на время:

V2) - y(t2 - t_1}

Сначала найдем координаты в моменты времени t2t2:

y(0)=6(0)+0,2(0)20,125(0)4=0м y(0) = 6(0) + 0,2(0)^2 - 0,125(0)^4 = 0 \, \text{м}
y(2)=6(2)+0,2(2)20,125(2)4 y(2) = 6(2) + 0,2(2)^2 - 0,125(2)^4
y(2)=12+0,82=10,8м y(2) = 12 + 0,8 - 2 = 10,8 \, \text{м}

Теперь подставим в формулу для средней скорости:

Vср=10,8020=10,82=5,4м/с V_{ср} = \frac{10,8 - 0}{2 - 0} = \frac{10,8}{2} = 5,4 \, \text{м/с}

Среднее ускорение AсрA_{ср} определяется как изменение скорости, деленное на время:

A2) - v(t2 - t_1}

Подставим значения скорости:

Aср=2,8620=3,22=1,6м/с2 A_{ср} = \frac{2,8 - 6}{2 - 0} = \frac{-3,2}{2} = -1,6 \, \text{м/с}^2
  • Скорость в момент времени t1=0сt_1 = 0 \, \text{с}: 6м/с6 \, \text{м/с}
  • Скорость в момент времени t2=2сt_2 = 2 \, \text{с}: 2,8м/с2,8 \, \text{м/с}
  • Ускорение в момент времени t1=0сt_1 = 0 \, \text{с}: 0,4м/с20,4 \, \text{м/с}^2
  • Ускорение в момент времени t2=2сt_2 = 2 \, \text{с}: 5,6м/с2-5,6 \, \text{м/с}^2
  • Средняя скорость за первые 2 секунды: 5,4м/с5,4 \, \text{м/с}
  • Среднее ускорение за первые 2 секунды: 1,6м/с2-1,6 \, \text{м/с}^2

Выбери предмет