Для решения задачи рассмотрим движение двух тел, начальные позиции которых обозначим как ( x_1(0) = 0 ) для первого тела и ( x_2(0) = 100 ) м для второго тела. Оба тела движутся навстречу друг другу вдоль одной прямой.
а) Формулы для зависимости координаты от времени
Для первого тела, которое движется со скоростью ( v_1 = 5 ) м/с, уравнение движения будет:
[ x_1(t) = x_1(0) + v_1 \cdot t = 0 + 5t = 5t. ]
Для второго тела, движущегося со скоростью ( v_2 = 15 ) м/с, уравнение будет:
[ x_2(t) = x_2(0) - v_2 \cdot t = 100 - 15t. ]
б) Время встречи
Тела встретятся в момент времени, когда их координаты станут равными, то есть:
[ x_1(t) = x_2(t). ]
Подставим уравнения движения:
[ 5t = 100 - 15t. ]
Решим это уравнение относительно ( t ):
[ 5t + 15t = 100, ]
[ 20t = 100, ]
[ t = \frac{100}{20} = 5 \, \text{секунд}. ]
Таким образом, тела встретятся через 5 секунд.
в) Модуль перемещения каждого тела до встречи
Модуль перемещения первого тела до момента встречи:
[ \Delta x_1 = |x_1(t) - x_1(0)| = |5t - 0| = 5t. ]
Подставляя значение времени встречи:
[ \Delta x_1 = 5 \times 5 = 25 \, \text{м}. ]
Модуль перемещения второго тела до момента встречи:
[ \Delta x_2 = |x_2(t) - x_2(0)| = |(100 - 15t) - 100| = 15t. ]
Подставляя значение времени встречи:
[ \Delta x_2 = 15 \times 5 = 75 \, \text{м}. ]
Таким образом, модуль перемещения первого тела равен 25 м, а второго тела — 75 м.