Для анализа движения двух тел, заданных уравнениями ( x = 5 - t ) и ( x = -10 + 0.5t ), нужно выполнить следующие шаги:
1. Характер движения тел
Уравнения движения тел имеют линейный вид ( x = x_0 + vt ), где ( x_0 ) — начальная координата, а ( v ) — скорость. Это указывает на равномерное прямолинейное движение.
2. Начальные координаты
Начальная координата определяется при ( t = 0 ).
Для первого тела:
[ x_1 = 5 - t ]
При ( t = 0 ):
[ x_1 = 5 ]
Для второго тела:
[ x_2 = -10 + 0.5t ]
При ( t = 0 ):
[ x_2 = -10 ]
3. Модуль и направление скоростей
Скорость ( v ) определяется коэффициентом при ( t ) в уравнении движения.
Для первого тела:
[ x_1 = 5 - t ]
Коэффициент при ( t ) равен -1, значит:
[ v_1 = -1 \, \text{м/с} ]
Модуль скорости:
[ |v_1| = 1 \, \text{м/с} ]
Направление: влево (отрицательное направление оси x).
Для второго тела:
[ x_2 = -10 + 0.5t ]
Коэффициент при ( t ) равен 0.5, значит:
[ v_2 = 0.5 \, \text{м/с} ]
Модуль скорости:
[ |v_2| = 0.5 \, \text{м/с} ]
Направление: вправо (положительное направление оси x).
4. График движения тел
Построим графики на плоскости ( x )-( t ).
- Для первого тела: прямая с уравнением ( x = 5 - t ), начальная точка (0, 5), наклон -1.
- Для второго тела: прямая с уравнением ( x = -10 + 0.5t ), начальная точка (0, -10), наклон 0.5.
5. Место и время встречи тел
Найдем аналитически, приравняв уравнения движения:
[ 5 - t = -10 + 0.5t ]
Решим уравнение:
[ 5 + 10 = 0.5t + t ]
[ 15 = 1.5t ]
[ t = 10 \, \text{с} ]
Подставим время встречи ( t = 10 ) в любое из уравнений для нахождения координаты встречи:
[ x = 5 - 10 = -5 \, \text{м} ]
Или проверим:
[ x = -10 + 0.5 \cdot 10 = -5 \, \text{м} ]
Результаты:
- Характер движения: равномерное прямолинейное.
- Начальные координаты: ( x_1(0) = 5 ), ( x_2(0) = -10 ).
- Модуль и направление скоростей: первое тело ( 1 \, \text{м/с} ) влево, второе тело ( 0.5 \, \text{м/с} ) вправо.
- График движения: пересечение прямых ( x = 5 - t ) и ( x = -10 + 0.5t ).
- Место и время встречи: ( t = 10 \, \text{с} ), ( x = -5 \, \text{м} ).
Такой подход позволяет полностью описать движение двух тел и найти место и время их встречи.