Для начала давайте разберёмся с задачей. У нас есть закон движения тела:
[ s(t) = -163 + 4t^2 - \frac{1}{5}t^5 ]
где ( s(t) ) — это перемещение тела в метрах, а ( t ) — время в секундах. Мы хотим найти скорость и ускорение тела в момент времени ( t_0 = 1 ) сек.
1. Находим скорость
Скорость тела ( v(t) ) можно найти как производную от перемещения ( s(t) ) по времени ( t ):
[ v(t) = \frac{ds}{dt} ]
Теперь найдём производную ( s(t) ):
[ s(t) = -163 + 4t^2 - \frac{1}{5}t^5 ]
Производная ( s(t) ):
- Производная постоянной (-163) равна 0.
- Производная (4t^2) равна (8t).
- Производная (-\frac{1}{5}t^5) равна (-t^4) (по правилу производной для степенной функции).
Таким образом, имеем:
[
v(t) = 0 + 8t - t^4 = 8t - t^4
]
Теперь подставим ( t_0 = 1 ) сек:
[
v(1) = 8 \cdot 1 - (1)^4 = 8 - 1 = 7 \text{ м/с}
]
2. Находим ускорение
Ускорение тела ( a(t) ) — это производная скорости ( v(t) ):
[ a(t) = \frac{dv}{dt} ]
Теперь найдём производную ( v(t) = 8t - t^4 ):
- Производная (8t) равна (8).
- Производная (-t^4) равна (-4t^3).
Таким образом, имеем:
[
a(t) = 8 - 4t^3
]
Теперь подставим ( t_0 = 1 ) сек:
[
a(1) = 8 - 4(1)^3 = 8 - 4 = 4 \text{ м/с}^2
]
Ответ:
а) Скорость тела в момент времени ( t_0 = 1 ) сек составляет 7 м/с.
б) Ускорение тела в момент времени ( t_0 = 1 ) сек составляет 4 м/с².