Давайте разберем каждый из ваших вопросов по порядку!
1. Ускорение материальной точки
Для определения ускорения, необходимо найти вторую производную от положения по времени. У нас есть уравнение:
\[ x(t) = 4 + 4t - 4t^2 \]
Первая производная (скорость):
\[ v(t) = \frac{dx}{dt} = 4 - 8t \]
Вторая производная (ускорение):
\[ a(t) = \frac{dv}{dt} = -8 \, \text{м/с}^2 \]
Ответ: -8 м/с².
2. Время встречи автомобилей
Давайте сначала преобразуем скорости:
\[ 25 \, \text{м/с} = 90 \, \text{км/ч} \]
Теперь обе машины движутся навстречу друг другу с суммарной скоростью:
\[ 110 \, \text{км/ч} + 90 \, \text{км/ч} = 200 \, \text{км/ч} \]
Время встречи:
\[ t = \frac{100 \, \text{км}}{200 \, \text{км/ч}} = 0.5 \, \text{ч} = 30 \, \text{мин} \]
Ответ: 30 мин.
3. Скорость через 2 секунды
Исходя из уравнения:
\[ x(t) = 4 + 9t - 2t^2 \]
Сначала найдем скорость:
\[ v(t) = \frac{dx}{dt} = 9 - 4t \]
Теперь подставим \( t = 2 \):
\[ v(2) = 9 - 4 \cdot 2 = 1 \, \text{м/с} \]
Ответ: 1 м/с.
4. Перемещение точки за один полный оборот
Перемещение определяется как разность конечного и начального положения. Одна полная окружность приводит к тому, что точка возвращается в свою начальную позицию.
Ответ: Равно нулю.
5. Пройденный путь за 3 секунды
Путь при равноускоренном движении:
\[ S = S_0 + v_0 t + \frac{1}{2} a t^2 \]
На первой секунде пройдено 2 м, значит:
\( S_1 = 2 \) м, и \( a = 2 \, \text{м} \) (так как в 1-й секунде: \( S_1 = \frac{1}{2} a \), \( 2 = \frac{1}{2} a \cdot 1^2 \)).
Для 3 секунд:
\[ S_3 = 0 + 0 + \frac{1}{2} (2) (3^2) = 9 \, \text{м} \]
Ответ: 18 м.
6. Пройденный путь за 7-ую секунду
Итак, путь за n-ую секунду:
\[ S_n = v_0 + \frac{1}{2} a (2n - 1) \]
Здесь, \( v_0 = 0 \) и \( a = 2 \). Подставляем \( n = 7 \):
\[ S_7 = 0 + \frac{1}{2} \cdot 2 \cdot (2 \cdot 7 - 1) = 2 \cdot 13 = 26 \, \text{м} \]
Ответ: 26 м.
7. Перемещение после трех поворотов
После трех поворотов на 90º тело в конечном итоге остается на одной линии и перемещение будет равно диагонали:
Ответ: 2S.
8. Скорость нижней точки колес автомобиля
Скорость нижней точки колеса относительно дороги составляет \( 20 \, \text{м/с} \) в обратном направлении из-за вращения.
Ответ: -20 м/с.
9. Перемещение велосипедиста
Сначала рассчитаем расстояние на западе:
\[ S_1 = 0.4 \, \text{ч} \cdot 10 \, \text{км/ч} = 4 \, \text{км} \]
Затем на севере:
\[ S_2 = 18 \, \text{мин} = \frac{18}{60} \, \text{ч} \cdot 10 \, \text{км/ч} = 3 \, \text{км} \]
Поскольку он изменил направление, перемещение можно найти по теореме Пифагора:
\[ d = \sqrt{4^2 + 3^2} = 5 \, \text{км} \]
Ответ: 5 км под углом 37º к первоначальному направлению.
10. Путь, пройденный телом
Сначала найдем путь:
\[ S = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2 \]
Здесь \( v_0 = 10 \, \text{м/с} \) и \( a = -2.5 \, \text{м/с}^2 \) (так как тело остановилось).
Если посмотреть на движение за 4 секунды (движется до остановки):
\[ S = 10 \cdot 4 + \frac{1}{2} \cdot (-2.5) \cdot (4^2) = 40 - 20 = 20 \, \text{м} \]
Ответ: 20 м.
Если у вас есть дополнительные вопросы или нужна помощь, обращайтесь!
