Для начала давайте разберемся с уравнением движения тела, которое дано: ( x = 2 + 4t^2 ).
Начальная координата ( x_0 ), м:
Начальная координата ( x_0 ) — это значение ( x ) при ( t = 0 ).
Подставим ( t = 0 ) в уравнение движения:
[
x(0) = 2 + 4 \cdot 0^2 = 2 \, \text{м}
]
Таким образом, начальная координата ( x_0 = 2 \, \text{м} ).
Начальная скорость ( v_0 ), м/с:
Для нахождения начальной скорости нужно найти первую производную уравнения движения по времени ( t ), т.е. ( v(t) = \frac{dx}{dt} ).
Найдем производную:
[
v(t) = \frac{d}{dt}(2 + 4t^2) = 8t
]
Теперь подставим ( t = 0 ) для нахождения начальной скорости:
[
v(0) = 8 \cdot 0 = 0 \, \text{м/с}
]
Таким образом, начальная скорость ( v_0 = 0 \, \text{м/с} ).
Уравнение скорости:
Как мы уже нашли, уравнение скорости ( v(t) ):
[
v(t) = 8t
]
Уравнение перемещения:
Уравнение перемещения уже дано в задаче:
[
x(t) = 2 + 4t^2
]
Характер движения тела:
Рассмотрим уравнение перемещения ( x(t) = 2 + 4t^2 ). Это уравнение квадратичной зависимости от времени, что говорит нам о том, что движение тела является равноускоренным (с постоянным ускорением).
Ускорение ( a ) можно найти как вторую производную уравнения движения:
[
a = \frac{d^2x}{dt^2} = \frac{d}{dt}(8t) = 8 \, \text{м/с}^2
]
Таким образом, характер движения тела — это равноускоренное движение с постоянным ускорением ( a = 8 \, \text{м/с}^2 ).
Теперь, когда таблица заполнена, можем построить график скорости движения тела.
Таблица:
Начальная координата ( x_0 ), м | Начальная скорость ( v_0 ), м/с | Уравнение скорости ( v(t) ) | Уравнение перемещения ( x(t) ) | Характер движения тела |
2 | 0 | ( v(t) = 8t ) | ( x(t) = 2 + 4t^2 ) | Равноускоренное движение с ( a = 8 \, \text{м/с}^2 ) |
График скорости ( v(t) ):
График функции ( v(t) = 8t ) представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат с угловым коэффициентом 8. Это означает, что скорость линейно увеличивается с течением времени.
На графике времени (ось ( t )) и скорости (ось ( v )):
- В начальный момент времени (( t = 0 )), скорость ( v = 0 ).
- Со временем скорость увеличивается линейно, например, при ( t = 1 ) секунда, скорость ( v = 8 \cdot 1 = 8 \, \text{м/с} ).
- При ( t = 2 ) секунды, скорость ( v = 8 \cdot 2 = 16 \, \text{м/с} ), и так далее.
Таким образом, график будет выглядеть как прямая линия, идущая вверх под углом, проходящая через точку (0,0) и имеющая угловой коэффициент 8, что соответствует постоянному ускорению.