Давайте детально разберём каждое задание по порядку.
Задание №1
Тема: Движение тела
Дано:
Путь S(t) = 5t - 21t^2 - 61t + 41,
где t — время в секундах.
Необходимо найти: скорость и ускорение в моменты времени: 1 с, 30 с, 150 с.
Решение:
Найти скорость (v) – это первая производная пути по времени.
( v(t) = \frac{dS}{dt} = \frac{d(5t - 21t^2 - 61t + 41)}{dt} )
Принимаем производные:
( v(t) = 5 - 42t - 61 )
( v(t) = -42t - 56 )
Найти ускорение (a) – это вторая производная пути по времени, то есть производная скорости.
( a(t) = \frac{dv}{dt} = \frac{d(-42t - 56)}{dt} = -42 )
Теперь подставим указанные моменты времени:
t = 1 с:
- ( v(1) = -42 \cdot 1 - 56 = -98 ) м/с
- ( a(1) = -42 ) м/с²
t = 30 с:
- ( v(30) = -42 \cdot 30 - 56 = -1260 - 56 = -1316 ) м/с
- ( a(30) = -42 ) м/с²
t = 150 с:
- ( v(150) = -42 \cdot 150 - 56 = -6300 - 56 = -6356 ) м/с
- ( a(150) = -42 ) м/с²
Ответ:
- t = 1 с: v = -98 м/с, a = -42 м/с²
- t = 30 с: v = -1316 м/с, a = -42 м/с²
- t = 150 с: v = -6356 м/с, a = -42 м/с²
Задание №2
Тема: Кинетическая энергия
Дано:
Масса тела m = 5 кг. Закон движения S(t) = 31 - t.
Необходимо найти: кинетическую энергию через 4 с.
Формула кинетической энергии:
( E_k = \frac{1}{2} mv^2 )
Найдём скорость v через 4 с:
Сначала определим путь через 4 с:
( S(4) = 31 - 4 = 27 ) м.
Определим скорость как производную от пути:
( v(t) = \frac{dS}{dt} = -1 ).
Так как скорость постоянная,
- ( v(4) = -1 ) м/с (модулируем, берем положительное значение, ( v = 1 ) м/с).
- Вычисляем кинетическую энергию:
( E_k = \frac{1}{2} \cdot 5 \cdot (1)^2 = \frac{5}{2} = 2.5 ) Дж.
Ответ:
Кинетическая энергия через 4 с равна 2.5 Дж.
Задание №3
Тема: Сила тока
Дано:
Закон электричества Q(t) = 3t^2 + 4.
Необходимо найти: силу тока на 6-й секунде.
Формула силы тока:
( I = \frac{dQ}{dt} )
Найдём производную Q(t):
( I(t) = \frac{d(3t^2 + 4)}{dt} = 6t ).
Подставляем t = 6:
( I(6) = 6 \cdot 6 = 36 ) А.
Ответ:
Сила тока на 6-й секунде равна 36 А.
Задание №4
Тема: Скорость точки
Дано:
Закон движения S(t) = t^2 + 4.
Необходимо найти: момент времени, когда скорость точки равна нулю.
Найдём скорость:
( v(t) = \frac{dS}{dt} = 2t ).
Приравняем скорость к нулю:
( 2t = 0 )
( t = 0 ) с.
Ответ:
Скорость точки равна нулю в момент времени t = 0 с.
Если у вас есть какие-либо вопросы или нужно объяснить что-то более подробно, не стесняйтесь спрашивать!