Для решения задачи необходимо определить местоположение каждого тела через 10 секунд, а также найти место и время их встречи.
Положение тел через 10 секунд
Первое тело:
Уравнение движения: ( X_1 = 20 + 5t ).
Подставим ( t = 10 ) секунд:
[
X_1 = 20 + 5 \times 10 = 20 + 50 = 70.
]
Второе тело:
Уравнение движения: ( X_2 = 40 - 15t ).
Подставим ( t = 10 ) секунд:
[
X_2 = 40 - 15 \times 10 = 40 - 150 = -110.
]
Таким образом, через 10 секунд первое тело находится в точке ( X_1 = 70 ), а второе в точке ( X_2 = -110 ).
Место и время встречи
Для нахождения места и времени встречи необходимо приравнять уравнения движения обоих тел, так как в момент встречи их координаты будут равны.
[
20 + 5t = 40 - 15t.
]
Решим это уравнение:
Переносим все члены с ( t ) в одну сторону:
[
5t + 15t = 40 - 20.
]
Упрощаем:
[
20t = 20.
]
Находим ( t ):
[
t = 1.
]
Таким образом, встреча произойдет через 1 секунду.
Теперь найдём положение встречи, подставив ( t = 1 ) в любое из уравнений движения. Например, подставим в уравнение для первого тела:
[
X_1 = 20 + 5 \times 1 = 25.
]
Или для второго тела:
[
X_2 = 40 - 15 \times 1 = 25.
]
Графический способ
На графике уравнения движения тел выглядят как прямые линии. Первая линия выходит из точки ( (0, 20) ) с угловым коэффициентом 5, а вторая из точки ( (0, 40) ) с угловым коэффициентом -15. Пересечение этих прямых будет указывать на время и место встречи.
- На оси ( X ) (горизонтальная ось) откладывается время ( t ).
- На оси ( Y ) (вертикальная ось) откладывается положение ( X ).
На графике пересечение прямых произойдет в точке ( (1, 25) ), что подтверждает аналитический результат.
Таким образом, тела встретятся через 1 секунду в точке ( X = 25 ).