Для решения задачи найдем модуль ускорения тела в момент времени ( t = 2.0 \, \text{с} ). Ускорение — это векторная величина, имеющая проекции на координатные оси ( x ) и ( y ). Сначала определим зависимости проекций ускорения на эти оси, а затем вычислим его модуль.
1. Дано:
Координаты тела:
[
x(t) = 2 + 3t - t^2 \, \text{м},
]
[
y(t) = 4 - 2t^2 \, \text{м}.
]
Нас интересует ускорение, поэтому сначала нужно найти вторые производные от ( x(t) ) и ( y(t) ).
2. Найдем проекции ускорения:
Ускорение ( a_x ) — это вторая производная ( x(t) ) по времени:
[
x'(t) = \frac{dx}{dt} = 3 - 2t,
]
[
x''(t) = \frac{d^2x}{dt^2} = -2 \, \text{м/с}^2.
]
Таким образом, проекция ускорения на ось ( x ) постоянна:
[
a_x = -2 \, \text{м/с}^2.
]
Теперь найдем проекцию ускорения ( a_y ) — вторую производную ( y(t) ) по времени:
[
y'(t) = \frac{dy}{dt} = -4t,
]
[
y''(t) = \frac{d^2y}{dt^2} = -4 \, \text{м/с}^2.
]
Проекция ускорения на ось ( y ) также постоянна:
[
a_y = -4 \, \text{м/с}^2.
]
3. Модуль ускорения:
Модуль ускорения ( a ) определяется как:
[
a = \sqrt{a_x^2 + a_y^2}.
]
Подставим значения:
[
a = \sqrt{(-2)^2 + (-4)^2} = \sqrt{4 + 16} = \sqrt{20}.
]
[
a \approx 4.5 \, \text{м/с}^2.
]
4. Ответ:
Модуль ускорения тела в момент времени ( t = 2.0 \, \text{с} ) равен:
[
\boxed{4.5 \, \text{м/с}^2}.
]