Расчёт кинетической энергии в момент времени t = 2,0 с:
Кинетическая энергия (КЭ) вычисляется по формуле:
[ KЭ = \frac{1}{2} mv^2 ]
Где m - масса игрушки (200 г = 0,2 кг), v - скорость игрушки, которую можно найти как производную пути по времени:
[ v = \frac{dx}{dt} ]
Учитывая данное кинематическое уравнение:
[ x = A + Bt + Ct^2 ]
Найдем скорость v, взяв производную x по времени t:
[ v = \frac{dx}{dt} = B + 2Ct ]
Для момента времени t = 2,0 с:
[ v(2) = B + 2C \cdot 2 ]
Зная значения B и C, подставим их:
[ v(2) = 1,0 - 0,2 \cdot 2 ]
[ v(2) = 1,0 - 0,4 = 0,6 м/c ]
Теперь найдем кинетическую энергию игрушки в момент времени t = 2,0 с:
[ KЭ = \frac{1}{2} \cdot 0,2 \cdot (0,6)^2 ]
[ KЭ = 0,036 Дж ]
Таким образом, кинетическая энергия игрушки в момент времени t = 2,0 с равна 0,036 Дж.
Определение момента времени, когда кинетическая энергия игрушки будет равна нулю:
Кинетическая энергия равна нулю в тот момент, когда скорость игрушки равна нулю, то есть:
[ v = 0 ]
Выразим скорость v из уравнения движения:
[ v = B + 2Ct ]
Для v = 0:
[ 0 = B + 2Ct ]
[ 2Ct = -B ]
[ t = -\frac{B}{2C} = -\frac{1,0}{2 \cdot (-0,2)} = 2,5 с ]
Таким образом, кинетическая энергия игрушки будет равна нулю в момент времени t = 2,5 с.