Для нахождения скорости и ускорения материальной точки, заданной уравнением движения ( x(t) = 6 + 3t + t^2 ), необходимо выполнить несколько шагов, связанных с дифференцированием уравнения движения. Начнем с нахождения скорости.
1. Нахождение скорости
Скорость ( v(t) ) — это первая производная координаты ( x(t) ) по времени ( t ):
[ v(t) = \frac{dx(t)}{dt} ]
Для уравнения ( x(t) = 6 + 3t + t^2 ), производная по времени будет:
[ v(t) = \frac{d}{dt}(6 + 3t + t^2) ]
Используя правила дифференцирования, получаем:
[ v(t) = 0 + 3 + 2t ]
Таким образом, зависимость скорости от времени будет:
[ v(t) = 3 + 2t ]
2. Нахождение скорости через 2 секунды
Теперь подставим ( t = 2 ) в уравнение для скорости:
[ v(2) = 3 + 2 \cdot 2 = 3 + 4 = 7 \, \text{м/с} ]
3. Нахождение ускорения
Ускорение ( a(t) ) — это первая производная скорости ( v(t) ) по времени ( t ) или вторая производная координаты ( x(t) ) по времени ( t ):
[ a(t) = \frac{dv(t)}{dt} = \frac{d^2x(t)}{dt^2} ]
Для уравнения скорости ( v(t) = 3 + 2t ), производная по времени будет:
[ a(t) = \frac{d}{dt}(3 + 2t) ]
Используя правила дифференцирования, получаем:
[ a(t) = 0 + 2 = 2 \, \text{м/с}^2 ]
Таким образом, ускорение является постоянным и не зависит от времени.
4. Нахождение ускорения через 2 секунды
Поскольку ускорение не зависит от времени и является постоянным, ускорение через 2 секунды будет:
[ a(2) = 2 \, \text{м/с}^2 ]
Итог
- Зависимость скорости от времени: ( v(t) = 3 + 2t )
- Скорость через 2 секунды: ( v(2) = 7 \, \text{м/с} )
- Ускорение через 2 секунды (и всегда): ( a(2) = 2 \, \text{м/с}^2 )