Кинематические уравнения движения материальной точки заданы следующим образом:
[ x(t) = 1 + 2t ]
[ y(t) = 3 + 1.5t ]
где ( x ) и ( y ) выражены в метрах, а время ( t ) — в секундах.
Для определения скорости материальной точки нам необходимо найти скорость по каждой из координат. Вектор скорости ( \mathbf{v} ) в двумерном пространстве можно представить как:
[ \mathbf{v}(t) = \left( \frac{dx}{dt}, \frac{dy}{dt} \right) ]
Рассмотрим каждую из координат отдельно.
- Для координаты ( x ):
[ x(t) = 1 + 2t ]
Производная ( x ) по времени ( t ) будет:
[ \frac{dx}{dt} = 2 ]
- Для координаты ( y ):
[ y(t) = 3 + 1.5t ]
Производная ( y ) по времени ( t ) будет:
[ \frac{dy}{dt} = 1.5 ]
Таким образом, компоненты скорости по осям ( x ) и ( y ) равны:
[ v_x = 2 \, \text{м/с} ]
[ v_y = 1.5 \, \text{м/с} ]
Теперь найдем величину (модуль) результирующей скорости ( v ). Векторная скорость в двумерном пространстве определяется как:
[ \mathbf{v} = (v_x, v_y) = (2, 1.5) ]
Модуль вектора скорости ( v ) можно найти по формуле для длины вектора в двумерном пространстве:
[ v = \sqrt{v_x^2 + v_y^2} ]
Подставим значения ( v_x ) и ( v_y ):
[ v = \sqrt{2^2 + 1.5^2} ]
[ v = \sqrt{4 + 2.25} ]
[ v = \sqrt{6.25} ]
[ v = 2.5 \, \text{м/с} ]
Таким образом, скорость движения материальной точки равна ( 2.5 \, \text{м/с} ).