Для решения задачи сначала найдем скорость материальной точки как первую производную от функции её координаты по времени. Уравнение движения материальной точки задано как ( x(t) = 5 + 2t + t^2 ). Дифференцируем это уравнение по времени ( t ), чтобы найти скорость ( v(t) ):
[ v(t) = \frac{dx}{dt} = 2 + 2t ]
Теперь мы можем вычислить скорость в интересующие нас моменты времени:
- При ( t = 2 ) секунды:
[ v(2) = 2 + 2 \times 2 = 6 \, \text{м/с} ]
- При ( t = 4 ) секунды:
[ v(4) = 2 + 2 \times 4 = 10 \, \text{м/с} ]
Импульс ( p ) материальной точки определяется как произведение массы ( m ) на скорость ( v ). Масса точки дана как 2,5 кг. Таким образом, импульс материальной точки в момент времени ( t ) равен:
[ p(t) = m \cdot v(t) ]
Вычислим импульс в указанные моменты времени:
- При ( t = 2 ) секунды:
[ p(2) = 2,5 \cdot 6 = 15 \, \text{кг·м/с} ]
- При ( t = 4 ) секунды:
[ p(4) = 2,5 \cdot 10 = 25 \, \text{кг·м/с} ]
Изменение импульса (( \Delta p )) за время от 2 с до 4 с вычисляется как разность импульсов в эти моменты времени:
[ \Delta p = p(4) - p(2) = 25 \, \text{кг·м/с} - 15 \, \text{кг·м/с} = 10 \, \text{кг·м/с} ]
Таким образом, импульс материальной точки возрастает на 10 кг·м/с за период с 2 секунды по 4 секунды.