Для решения данной задачи рассмотрим кинематическое уравнение, описывающее движение мяча:
\[ S(t) = AC - b t^2 \]
где \( A = 15 \, \text{м/с} \), \( b = 5 \, \text{м/с}^2 \).
Теперь подставим в уравнение значения времени \( t_1 = 1 \, \text{с} \), \( t_2 = 2 \, \text{с} \) и \( t_3 = 3 \, \text{с} \).
- Вычислим пути для каждого момента времени:
- Для \( t_1 = 1 \, \text{с} \):
\[ S(1) = 15 - 5 \cdot (1^2) = 15 - 5 = 10 \, \text{м} \]
- Для \( t_2 = 2 \, \text{с} \):
\[ S(2) = 15 - 5 \cdot (2^2) = 15 - 5 \cdot 4 = 15 - 20 = -5 \, \text{м} \]
- Для \( t_3 = 3 \, \text{с} \):
\[ S(3) = 15 - 5 \cdot (3^2) = 15 - 5 \cdot 9 = 15 - 45 = -30 \, \text{м} \]
- Определим модуль перемещения и путь:
Модуль перемещения (расстояние от начальной позиции до конечной заранее определенной позиции) будет равен абсолютному значению изменений координат:
- Для \( t_1 \): \( |S(1)| = 10 \, \text{м} \)
- Для \( t_2 \): \( |S(2)| = 5 \, \text{м} \)
- Для \( t_3 \): \( |S(3)| = 30 \, \text{м} \)
Путь, если в процессе движения мяч не менял направление, будет также \( |S(t)| \), иначе суммируется все пройденные расстояния.
- График зависимости координаты от времени:
Чтобы построить график координат (путь) во времени, принимаем точки:
- Время \( t = 1 \, \text{с} \): \( S(1) = 10 \, \text{м} \)
- Время \( t = 2 \, \text{с} \): \( S(2) = -5 \, \text{м} \)
- Время \( t = 3 \, \text{с} \): \( S(3) = -30 \, \text{м} \)
При построении графика на оси X будет время, а на оси Y – координаты мяча. График будет иметь параболическую форму (кардинально изменяя направление после достижения максимума).
- Определим ускорение и скорость:
- Ускорение \( a = -b = -5 \, \text{м/с}^2 \) (трение или гравитация, если знаем контекст).
- Начальная скорость \( V_0 = A = 15 \, \text{м/с} \).
- Для определения скорости в моменты \( t_1 \), \( t_2 \), \( t_3 \):
\[ V(t) = V_0 - b t \]
Подставим соответствующие значения:
Для \( t_1 \): \[ V(1) = 15 - 5 \cdot 1 = 10 \, \text{м/с} \]
Для \( t_2 \): \[ V(2) = 15 - 5 \cdot 2 = 5 \, \text{м/с} \]
Для \( t_3 \): \[ V(3) = 15 - 5 \cdot 3 = 0 \, \text{м/с} \]
С такими выводами вы сможете не только углубиться в движение мяча, но и визуализировать его положение во времени. Удачи в учёбе!