Ниже подробное решение с пошаговыми объяснениями.
Исходные данные
- Первый телe: X1(t) = -5 + 2t
- Второй телe: X2(t) = 3t − 0.2t^2
- Время t измеряется в секундах, положение X в метрах.
- Вид движения и параметры для каждого тела
Для первого тела:
- X1(t) = -5 + 2t
- Скорость v1(t) = dX1/dt = 2 (м/с), то есть постоянная скорость.
- Ускорение a1(t) = dv1/dt = 0.
- Вид движения: прямолинейное равномерное движение (ПРД).
Для второго тела:
- X2(t) = 3t − 0.2t^2
- Скорость v2(t) = dX2/dt = 3 − 0.4t
- Ускорение a2(t) = dv2/dt = −0.4 (м/с^2), константное.
- Вид движения: прямолинейное движение с постоянным ускорением (ПДПУ), ускорение отрицательное (замедление по мере увеличения t).
- Начальные координаты, скорость и ускорение
Первый телe:
- X1(0) = -5 м
- v1(0) = 2 м/с
- a1 = 0 м/с^2
Второй телe:
- X2(0) = 0 м
- v2(0) = 3 м/с
- a2 = −0.4 м/с^2
- Найдите место и время встречи двух тел (если есть) Равенство позиций: X1(t) = X2(t)
-5 + 2t = 3t − 0.2t^2 Перепишем в стандартном виде: -0.2t^2 + t + 5 = 0 Умножим на −5 для удобства: t^2 − 5t − 25 = 0
Корни квадратного уравнения: Δ = (−5)^2 − 4·1·(−25) = 25 + 100 = 125 t = [5 ± √125]/2 = [5 ± 5√5]/2
Положительный корень: t_meet = (5 + 5√5)/2 = (5/2)(1 + √5) ≈ 8.09 s
Место встречи (подставим в X1 или X2): X_meet = X1(t_meet) = −5 + 2t_meet = −5 + 2·(≈8.0902) ≈ 11.180 м Точнее: X_meet = 5√5 ≈ 11.180 м
Итого: тела встречаются при t ≈ 8.09 с, в положении X ≈ 11.18 м (точное значение X = 5√5).
- На каком расстоянии друг от друга они будут в момент времени 10 с
- X1(10) = −5 + 2·10 = 15 м
- X2(10) = 3·10 − 0.2·100 = 30 − 20 = 10 м Расстояние = |X1(10) − X2(10)| = |15 − 10| = 5 м
- Графики зависимости скорости от времени (v от t) для каждого тела
Для первого тела: v1(t) = 2 (м/с), горизонтальная прямолинейная графика на уровне 2 для t ≥ 0.
Для второго тела: v2(t) = 3 − 0.4t (м/с)
- Прямая линия с отрицательным наклоном: график линейной функции, проходящей через (0, 3) и имеющей наклон −0.4.
- Точка пересечения оси velocity (v = 0) при t = 3 / 0.4 = 7.5 с. Следовательно, до t = 7.5 с тело движется вправо, после — влево.
Если нужно, могу привести чертежи или набор точек (t, v) для построения графиков.