Рассмотрим данную задачу пошагово.
Дано:
- Вектор скорости: \(\vec{v}(t) = \vec{A} t^2 \mathbf{i} + \vec{B} t \mathbf{j}\)
- Компоненты: \(A = 3\, \text{м/с}^2\), \(B = 1\, \text{м/с}\), \(C = 2\, \text{м/с}^2\)
- Начальная точка: \(r(0) = 0\) (из начала координат)
Обратите внимание, что в выражении скорости, по всему виду, есть две компоненты: одна пропорциональна \(t^2\), другая — пропорциональна \(t\).
1. Запись уравнения скорости
Пусть:
\[ \vec{v}(t) = (A t^2 + C t) \mathbf{i} + (B t) \mathbf{j} \]
где компонент по \(x\):
\[ v_x(t) = A t^2 + C t \]
и по \(y\):
\[ v_y(t) = B t \]
Заметим, что по условию, A, B, C — константы.
2. Нахождение функции положения \(\vec{r}(t)\)
Положение можно найти путем интегрирования скорости:
\[ \vec{r}(t) = \int \vec{v}(t) dt + \vec{r}_0 \]
где начальная точка \(\vec{r}_0 = 0\).
3. Вычисление компонент \(\vec{r}(t)\)
Для компоненты по \(x\):
\[ x(t) = \int v_x(t) dt = \int (A t^2 + C t) dt \]
Интегрируем:
\[ x(t) = A \frac{t^3}{3} + C \frac{t^2}{2} + x_0 \]
где \(x_0 = 0\).
Для компоненты по \(y\):
\[ y(t) = \int v_y(t) dt = \int B t dt = B \frac{t^2}{2} + y_0 \]
где \(y_0 = 0\).
4. Записываем итоговые уравнения положения:
\[ \boxed{ \begin{aligned} x(t) &= \frac{A t^3}{3} + \frac{C t^2}{2} \\ y(t) &= \frac{B t^2}{2} \end{aligned} } \]
Подставляя числовые значения \(A=3\, \text{м/с}^2\), \(B=1\, \text{м/с}\), \(C=2\, \text{м/с}^2\):
\[ \boxed{ \begin{aligned} x(t) &= \frac{3 t^3}{3} + \frac{2 t^2}{2} = t^3 + t^2 \\ y(t) &= \frac{1 \cdot t^2}{2} = \frac{t^2}{2} \end{aligned} } \]
5. Ответ 1: уравнение движения \(\vec{r}(t)\):
\[ \boxed{ \vec{r}(t) = \left( t^3 + t^2 \right) \mathbf{i} + \left( \frac{t^2}{2} \right) \mathbf{j} } \]
6. Модуль перемещения за первые 2 секунды
Нас интересует \(\vec{r}(2)\):
\[ x(2) = 2^3 + 2^2 = 8 + 4 = 12\, \text{м} \] \[ y(2) = \frac{2^2}{2} = \frac{4}{2} = 2\, \text{м} \]
Модуль:
\[ |\vec{r}(2)| = \sqrt{x(2)^2 + y(2)^2} = \sqrt{12^2 + 2^2} = \sqrt{144 + 4} = \sqrt{148} \approx 12.17\, \text{м} \]
Итоговая часть:
Уравнение движения:
\[ \boxed{ \vec{r}(t) = (t^3 + t^2) \mathbf{i} + \left(\frac{t^2}{2}\right) \mathbf{j} } \]
Модуль перемещения за 2 секунды:
\[ \boxed{ |\vec{r}(2)| \approx 12.17\, \text{м} } \]
Если есть дополнительные вопросы или нужно более подробно — скажите!