- Чтобы найти модуль скорости точки и проекцию вектора скорости на ось ОХ при движении с постоянной скоростью, нужно воспользоваться основными формулами кинематики.
Модуль скорости:
Модуль скорости (v) определяется как отношение пройденного пути к времени, за которое этот путь пройден. В нашем случае начальная координата (x_1 = 10 \, м), а конечная координата (x_2 = -10 \, м). Время (t = 5 \, с).
Пройденный путь:
[
\Delta x = x_2 - x_1 = -10 \, м - 10 \, м = -20 \, м
]
Модуль скорости:
[
v = \frac{|\Delta x|}{t} = \frac{|-20 \, м|}{5 \, с} = \frac{20 \, м}{5 \, с} = 4 \, м/с
]
Проекция вектора скорости на ось ОХ:
Проекция вектора скорости на ось ОХ учитывает направление движения. В данном случае проекция скорости будет отрицательной, так как точка перемещается в отрицательном направлении оси ОХ:
[
v_x = \frac{\Delta x}{t} = \frac{-20 \, м}{5 \, с} = -4 \, м/с
]
Формула зависимости ( x(t) ):
Так как скорость постоянная, координата ( x(t) ) изменяется линейно с течением времени. Начальная координата (x_0 = 10 \, м), и скорость (v_x = -4 \, м/с):
[
x(t) = x_0 + v_x t = 10 \, м + (-4 \, м/с) \cdot t = 10 \, м - 4 \cdot t
]
Таким образом, искомая формула:
[
x(t) = 10 - 4t
]
- Чтобы определить характер движения двух тел и момент их встречи, нужно проанализировать данные уравнения и решить их совместно.
а) Уравнения:
- ( x_1 = 5t )
- ( x_2 = 150 - 10t )
Для определения момента встречи приравняем координаты ( x_1 ) и ( x_2 ):
[
5t = 150 - 10t
]
[
5t + 10t = 150
]
[
15t = 150
]
[
t = 10 \, с
]
Таким образом, тела встретятся через 10 секунд после начала движения.
б) Уравнения:
- ( x_1 = 4 - 2t )
- ( x_2 = 2 + 2t )
Для определения момента встречи приравняем координаты ( x_1 ) и ( x_2 ):
[
4 - 2t = 2 + 2t
]
[
4 - 2 = 2t + 2t
]
[
2 = 4t
]
[
t = \frac{2}{4} = 0.5 \, с
]
Таким образом, тела встретятся через 0.5 секунды после начала движения.
Характер движения тел:
а) ( x_1 = 5t ) и ( x_2 = 150 - 10t ):
- Тело 1 движется с постоянной скоростью (5 \, м/с) в положительном направлении оси ОХ.
- Тело 2 движется с постоянной скоростью (10 \, м/с) в отрицательном направлении оси ОХ.
б) ( x_1 = 4 - 2t ) и ( x_2 = 2 + 2t ):
- Тело 1 движется с постоянной скоростью (2 \, м/с) в отрицательном направлении оси ОХ.
- Тело 2 движется с постоянной скоростью (2 \, м/с) в положительном направлении оси ОХ.
Таким образом, в обоих случаях тела движутся с постоянными скоростями и встретятся в указанные моменты времени.