Давайте сначала разберёмся с данным уравнением движения тела: ( X(t) = -5t + t^2 ).
Начальная координата:
Начальная координата определяется значением уравнения ( X(t) ) при ( t = 0 ):
[ X(0) = -5 \cdot 0 + 0^2 = 0 ]
Начальная координата ( X_0 = 0 ).
Начальная скорость:
Начальная скорость определяется первой производной уравнения движения по времени ( t ), и затем подстановкой ( t = 0 ):
[ V(t) = \frac{dX(t)}{dt} = \frac{d}{dt}(-5t + t^2) = -5 + 2t ]
[ V(0) = -5 + 2 \cdot 0 = -5 ]
Начальная скорость ( V_0 = -5 \, \text{м/с} ).
Ускорение:
Ускорение определяется второй производной уравнения движения по времени ( t ):
[ a(t) = \frac{d^2X(t)}{dt^2} = \frac{d}{dt}(-5 + 2t) = 2 ]
Ускорение ( a = 2 \, \text{м/с}^2 ).
Уравнение скорости:
Как уже было вычислено выше:
[ V(t) = -5 + 2t ]
Это уравнение скорости.
Уравнение перемещения:
Уравнение перемещения уже дано в задаче:
[ X(t) = -5t + t^2 ]
Характер движения тела:
Чтобы определить характер движения тела, нужно рассмотреть уравнение скорости и ускорения.
- Начальная скорость: ( V(0) = -5 \, \text{м/с} ) означает, что тело начинает движение в отрицательном направлении.
- Ускорение: ( a = 2 \, \text{м/с}^2 ) означает, что тело постоянно ускоряется в положительном направлении.
Это указывает на то, что тело сначала движется в отрицательном направлении, замедляясь, пока не остановится, а затем начинает ускоряться в положительном направлении.
Чтобы найти момент времени, когда тело останавливается, нужно решить уравнение скорости ( V(t) = 0 ):
[ -5 + 2t = 0 ]
[ 2t = 5 ]
[ t = 2.5 \, \text{с} ]
Таким образом, в момент времени ( t = 2.5 \, \text{с} ) тело останавливается, а затем начинает движение в положительном направлении.
Подытожим:
- Начальная координата: ( X_0 = 0 )
- Начальная скорость: ( V_0 = -5 \, \text{м/с} )
- Ускорение: ( a = 2 \, \text{м/с}^2 )
- Уравнение скорости: ( V(t) = -5 + 2t )
- Уравнение перемещения: ( X(t) = -5t + t^2 )
- Характер движения тела: Тело начинает движение в отрицательном направлении с начальной скоростью ( -5 \, \text{м/с} ), замедляется под воздействием постоянного ускорения ( 2 \, \text{м/с}^2 ), останавливается в момент времени ( t = 2.5 \, \text{с} ) и затем начинает двигаться в положительном направлении, ускоряясь.