Для анализа движения тела, заданного уравнением ( x(t) = -4 + 3t + 10t^2 ), необходимо определить начальную координату, скорость, ускорение, а также построить уравнение скорости и уравнение перемещения. Давайте рассмотрим каждую из этих характеристик:
Начальная координата:
Начальная координата тела определяется положением тела при ( t = 0 ). Подставим ( t = 0 ) в уравнение движения:
[
x(0) = -4 + 3 \times 0 + 10 \times 0^2 = -4
]
Таким образом, начальная координата тела ( x_0 = -4 ).
Скорость:
Скорость тела является первой производной от координаты по времени. Найдем производную ( x(t) ):
[
v(t) = \frac{dx}{dt} = \frac{d}{dt}(-4 + 3t + 10t^2) = 3 + 20t
]
Уравнение скорости: ( v(t) = 3 + 20t ).
Ускорение:
Ускорение — это производная скорости по времени, или вторая производная от координаты по времени:
[
a(t) = \frac{dv}{dt} = \frac{d}{dt}(3 + 20t) = 20
]
Ускорение является постоянным и равно 20 м/с².
Уравнение перемещения:
Перемещение тела определяется изменением его координаты от начального момента времени ( t = 0 ). Если ( x_0 = -4 ), то перемещение ( \Delta x(t) = x(t) - x_0 ):
[
\Delta x(t) = (-4 + 3t + 10t^2) - (-4) = 3t + 10t^2
]
Таким образом, уравнение перемещения: ( \Delta x(t) = 3t + 10t^2 ).
Характер движения:
Поскольку ускорение постоянно и положительно (20 м/с²), это указывает на равноускоренное движение. Скорость увеличивается линейно с увеличением времени, что отражено в уравнении скорости ( v(t) = 3 + 20t ). Положительное значение ускорения свидетельствует о том, что тело ускоряется в положительном направлении координатной оси.
В заключение, уравнение движения описывает равноускоренное движение тела с начальной координатой -4, начальной скоростью 3 м/с, и постоянным ускорением 20 м/с².