Давайте подробно разберем задачу.
Дано:
- Вектор скорости: \(\vec{v}(t) = -2At \, \vec{i} + C t \, \vec{j}\)
- Константы: \(A = 3\, м/с^2\), \(B = 1\, м/с\) (кажется, это скорость в начальный момент, но в условии показатель В не входит в выражение скорости, поэтому на него внимания не обращаем), \(C = 2\, м/с^2\).
- Начальная точка: начало координат \(\vec{r}(0) = 0\).
1. Записываем задание правильнее:
Вектор скорости: \(\vec{v}(t) = -2A t \, \vec{i} + C t \, \vec{j}\)
Нам нужно найти уравнение движения \(\vec{r}(t)\), то есть выразить координаты \(x(t)\) и \(y(t)\).
2. Выводим уравнения движения
Поскольку \(\vec{v}(t) = \frac{d \vec{r}}{dt}\), то:
\[ x(t) = \int v_x(t) \, dt + x_0 \] \[ y(t) = \int v_y(t) \, dt + y_0 \]
Где \(x_0 = 0\), \(y_0 = 0\), так как движение началось из начала координат.
3. Найдем \(x(t)\)
\[ v_x(t) = -2A t \]
Подставляем \(A=3\, м/с^2\):
\[ v_x(t) = -2 \times 3 \times t = -6 t \]
Интегрируем:
\[ x(t) = \int -6 t \, dt = -6 \frac{t^2}{2} = -3 t^2 + C_x \]
Но так как в начальный момент \(t=0\), \(\vec{r}(0) = 0\), то \(x(0) = 0\), значит \(C_x = 0\).
Итого:
\[ x(t) = -3 t^2 \]
4. Найдем \(y(t)\)
\[ v_y(t) = C t \]
Значит, при \(C=2\, м/с^2\):
\[ v_y(t) = 2 t \]
Интегрируем:
\[ y(t) = \int 2 t \, dt = 2 \frac{t^2}{2} = t^2 + C_y \]
При \(t=0\), \(y(0)=0\), значит \(C_y=0\).
Итак:
\[ y(t) = t^2 \]
5. Итоговое уравнение движения
\[ \boxed{ \vec{r}(t) = x(t) \, \vec{i} + y(t) \, \vec{j} = -3 t^2 \, \vec{i} + t^2 \, \vec{j} } \]
6. Найдем модуль перемещения за первые 2 секунды
Перемещение — это разность начальной и конечной точек, а модуль — длина вектора \(\vec{r}(t)\).
Время: \(t=2\,\text{с}\):
\[ x(2) = -3 \times (2)^2 = -3 \times 4 = -12\, м \] \[ y(2) = (2)^2 = 4\, м \]
Значит:
\[ \vec{r}(2) = -12\, \vec{i} + 4\, \vec{j} \]
Модуль перемещения:
\[ |\vec{r}(2)| = \sqrt{(-12)^2 + 4^2} = \sqrt{144 + 16} = \sqrt{160} = 4 \sqrt{10} \approx 12.65\, м \]
Ответ:
- Уравнение движения:
\[ \boxed{ \vec{r}(t) = -3 t^2 \, \vec{i} + t^2 \, \vec{j} } \]
- Модуль перемещения за 2 секунды:
\[ \boxed{ |\vec{r}(2)| \approx 12.65\, \text{м} } \]
Если нужно, могу дополнительно объяснить любой из шагов!