Давайте рассмотрим закон движения точки, заданный уравнением:
[
x(t) = -5 + 2t - 4t^2.
]
Это уравнение описывает зависимость координаты (x) точки от времени (t). Мы разберёмся, как из этого уравнения найти:
- Начальную координату ((x_0)),
- Начальную скорость ((v_0)),
- Ускорение ((a)).
1. Определение начальной координаты ((x_0)):
Начальная координата — это значение (x(t)) в момент времени (t = 0). Подставим (t = 0) в уравнение:
[
x(0) = -5 + 2 \cdot 0 - 4 \cdot 0^2 = -5.
]
Таким образом, начальная координата точки равна:
[
x_0 = -5.
]
2. Определение начальной скорости ((v_0)):
Скорость (v(t)) — это первая производная функции (x(t)) по времени (t):
[
v(t) = \frac{dx(t)}{dt}.
]
Найдём производную (x(t) = -5 + 2t - 4t^2) по (t):
[
v(t) = \frac{d}{dt}(-5) + \frac{d}{dt}(2t) + \frac{d}{dt}(-4t^2).
]
[
v(t) = 0 + 2 - 8t.
]
Теперь найдём начальную скорость ((v_0)), подставив (t = 0) в выражение для (v(t)):
[
v(0) = 2 - 8 \cdot 0 = 2.
]
Таким образом, начальная скорость точки равна:
[
v_0 = 2.
]
3. Определение ускорения ((a)):
Ускорение (a(t)) — это первая производная скорости (v(t)) по времени (t), или вторая производная координаты (x(t)) по (t):
[
a(t) = \frac{dv(t)}{dt} = \frac{d^2x(t)}{dt^2}.
]
Мы уже нашли, что (v(t) = 2 - 8t). Найдём производную (v(t)) по (t):
[
a(t) = \frac{d}{dt}(2 - 8t).
]
[
a(t) = 0 - 8 = -8.
]
Ускорение (a) в данном случае не зависит от времени, так как оно является постоянным. Следовательно:
[
a = -8.
]
Итоговые результаты:
- Начальная координата: (x_0 = -5),
- Начальная скорость: (v_0 = 2),
- Ускорение: (a = -8).
Эти параметры полностью описывают движение точки в соответствии с заданным законом.