Чтобы найти скорость материальной точки в момент времени ( t = 3 ) секунды, нам нужно определить производную функции перемещения ( x(t) ) по времени ( t ).
Шаг 1: Запись функции перемещения
Дано уравнение перемещения:
[
x(t) = t - 5t^3 + 4t
]
Шаг 2: Упростим функцию перемещения
Объединим подобные члены:
[
x(t) = (1 + 4)t - 5t^3 = 5t - 5t^3
]
Шаг 3: Найдем производную функции перемещения
Согласно определению скорости, скорость ( v(t) ) равна производной перемещения по времени:
[
v(t) = \frac{dx}{dt}
]
Теперь вычислим производную:
[
v(t) = \frac{d}{dt}(5t - 5t^3)
]
Применим правила дифференцирования:
- Производная от ( 5t ) равна ( 5 ).
- Производная от ( -5t^3 ) равна ( -15t^2 ).
Таким образом, получаем:
[
v(t) = 5 - 15t^2
]
Шаг 4: Подставим ( t = 3 ) секунды
Теперь найдем скорость в момент времени ( t = 3 ):
[
v(3) = 5 - 15(3)^2
]
[
v(3) = 5 - 15 \cdot 9
]
[
v(3) = 5 - 135
]
[
v(3) = -130 , \text{м/с}
]
Ответ
Скорость материальной точки в момент времени ( t = 3 ) секунды равна (-130) м/с. Знак минус указывает на то, что движение происходит в противоположном направлении относительно выбранной оси.