Рассмотрим уравнение зависимости координаты ( x(t) ) от времени ( t ):
[ x(t) = 100 - 20t + 5t^2 ]
Это уравнение представляет собой квадратичную функцию времени ( t ), что указывает на движение с постоянным ускорением. Для определения проекций начальной скорости и ускорения воспользуемся производной данной функции.
- Проекция начальной скорости:
Начальная скорость ( v_0 ) — это скорость тела в момент времени ( t = 0 ). Скорость является первой производной координаты по времени:
[ v(t) = \frac{dx}{dt} ]
Найдем производную функции ( x(t) ):
[ v(t) = \frac{d}{dt}(100 - 20t + 5t^2) ]
Рассчитаем производную:
[ v(t) = -20 + 10t ]
Теперь подставим ( t = 0 ) для нахождения начальной скорости ( v_0 ):
[ v_0 = v(0) = -20 + 10 \cdot 0 = -20 \, \text{м/с} ]
- Проекция ускорения:
Ускорение ( a ) — это вторая производная координаты по времени, либо первая производная скорости по времени:
[ a(t) = \frac{dv}{dt} = \frac{d^2x}{dt^2} ]
Найдем вторую производную функции ( x(t) ):
[ a(t) = \frac{d}{dt}(-20 + 10t) ]
Рассчитаем производную:
[ a(t) = 10 \, \text{м/с}^2 ]
Ускорение постоянно и равно 10 м/с² на всём интервале времени.
- Координата тела через 15 секунд:
Для определения координаты тела через 15 секунд подставим ( t = 15 ) в исходное уравнение ( x(t) ):
[ x(15) = 100 - 20 \cdot 15 + 5 \cdot 15^2 ]
Выполним вычисления:
[ x(15) = 100 - 300 + 5 \cdot 225 ]
[ x(15) = 100 - 300 + 1125 ]
[ x(15) = 925 \, \text{м} ]
Таким образом, координата тела через 15 секунд после начала движения равна 925 метров.
Итак, проекции начальной скорости и ускорения тела равны ( -20 \, \text{м/с} ) и ( 10 \, \text{м/с}^2 ) соответственно, а координата тела через 15 секунд равна 925 метров.