Для определения угловой скорости ω, линейной скорости V и углового ускорения ε через 9 секунд от начала движения материальной точки по окружности, мы должны вычислить соответствующие производные от уравнения движения.
Итак, дано уравнение движения:
φ = A + Bt + Ct^2 + Dt^3,
где
A = 5 рад,
B = 3 рад/с,
C = 1 рад/с^2,
D = 1 рад/с^3.
Для вычисления угловой скорости ω мы находим первую производную угла поворота по времени:
ω = dφ/dt = B + 2Ct + 3Dt^2.
Подставим значения B, C и D:
ω = 3 + 219 + 319^2 = 3 + 18 + 243 = 264 рад/с.
Линейная скорость материальной точки V выражается через угловую скорость и радиус окружности:
V = R * ω,
V = 200 см * 264 рад/с = 52800 см/c = 528 м/с.
Угловое ускорение ε вычисляется как вторая производная угла поворота по времени:
ε = dω/dt = 2C + 6Dt.
Подставим значения C и D:
ε = 21 + 61*9 = 2 + 54 = 56 рад/с^2.
Наконец, для вычисления нормального и тангенциального ускорений (an и aτ) через 9 секунд от начала движения находим следующие формулы:
an = V^2 / R,
aτ = R * ε.
Подставим вычисленные значения:
an = (528 м/с)^2 / 200 см = 1392 м/с^2,
aτ = 200 см * 56 рад/с^2 = 11200 см/с^2.
Таким образом, через 9 секунд от начала движения материальной точки по окружности, угловая скорость ω равна 264 рад/с, линейная скорость V равна 528 м/с, угловое ускорение ε равно 56 рад/с^2, нормальное ускорение an равно 1392 м/с^2, а тангенциальное ускорение aτ равно 11200 см/с^2.