Чтобы определить, где и когда два тела встретятся, мы должны найти момент времени ( t ), при котором их координаты ( x ) будут равны. Даны уравнения движения для двух тел:
- ( x_1 = t )
- ( x_2 = 12 - 3t )
Для нахождения момента встречи, приравняем эти два уравнения:
[ t = 12 - 3t ]
Решим это уравнение относительно ( t ):
Переносим все члены с ( t ) в одну сторону:
[ t + 3t = 12 ]
Объединяем подобные члены:
[ 4t = 12 ]
Решаем относительно ( t ):
[ t = \frac{12}{4} = 3 ]
Теперь, когда мы нашли время встречи ( t = 3 ), подставим это значение в любое из уравнений движения, чтобы найти координату встречи ( x ). Подставим в первое уравнение:
[ x_1 = 3 ]
Теперь мы знаем, что тела встретятся в точке ( x = 3 ) в момент времени ( t = 3 ).
Графическое представление
Чтобы построить график, изобразим оба уравнения на координатной плоскости с осями ( x ) и ( t ):
График первого уравнения ( x_1 = t ) является прямой, проходящей через начало координат с угловым коэффициентом 1. Это линия ( y = x ).
График второго уравнения ( x_2 = 12 - 3t ) является прямой с угловым коэффициентом -3, пересекающей ось ( x ) в точке ( x = 12 ).
Графически, точка пересечения этих двух линий будет иметь координаты ( (t, x) = (3, 3) ). На графике это будет выглядеть следующим образом:
- Прямая ( x_1 = t ) поднимается под углом 45 градусов из начала координат.
- Прямая ( x_2 = 12 - 3t ) спускается с точки ( (0, 12) ) и пересекает ось ( x ) в точке ( (4, 0) ).
Точка их пересечения будет на координатах ( (3, 3) ), что означает, что оба тела встретятся в этой точке пространства-времени.