Чтобы определить место и время встречи двух тел, нужно найти такие значения ( x ) и ( t ), при которых координаты обоих тел совпадают. Даны уравнения движения:
- ( x_1 = 20 - 4t )
- ( x_2 = -10 + 6t )
Для встречи двух тел необходимо, чтобы их координаты были равны, то есть:
[ 20 - 4t = -10 + 6t ]
Решим это уравнение:
Переносим все члены с ( t ) в одну сторону и постоянные в другую:
[ 20 + 10 = 6t + 4t ]
Упрощаем уравнение:
[ 30 = 10t ]
Находим ( t ):
[ t = \frac{30}{10} = 3 ]
Теперь подставим найденное значение ( t ) в одно из уравнений для нахождения координаты ( x ):
[ x_1 = 20 - 4 \times 3 = 20 - 12 = 8 ]
Проверим для второго уравнения, чтобы убедиться, что координаты совпадают:
[ x_2 = -10 + 6 \times 3 = -10 + 18 = 8 ]
Таким образом, два тела встретятся в точке с координатой ( x = 8 ) в момент времени ( t = 3 ).
Графическое представление
При построении графиков уравнений движения на плоскости ( x-t ):
График первого уравнения ( x = 20 - 4t ) представляет собой прямую линию с начальной точкой на оси ( x ) в ( x = 20 ) и отрицательным наклоном, так как коэффициент перед ( t ) равен (-4).
График второго уравнения ( x = -10 + 6t ) также представляет собой прямую линию, но с положительным наклоном, поскольку коэффициент перед ( t ) равен ( 6 ), и начальная точка на оси ( x ) равна (-10).
Точка пересечения этих графиков ((t = 3, x = 8)) означает момент времени и координату, в которой оба тела оказываются в одном и том же месте. Это визуальное подтверждение нашего алгебраического решения.