Как найти среднее ускорение частицы ⟨a⟩ за промежуток времени от начала движения, если зависимость радиус-вектора дается законом r=btex-ct^3ey

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Среднее ускорение частицы за промежуток времени от 00 до tt равно a=-3cteyopen angle bracket bold a close angle bracket equals negative 3 c t bold e sub y. Шаг 1: Нахождение вектора мгновенной скорости Для определения ускорения необходимо сначала найти зависимость скорости от времени. Вектор мгновенной скорости v(t)bold v open paren t close paren является первой производной радиус-вектора r(t)bold r open paren t close paren по времени: v(t)=drdt=ddt(btexct3ey)bold v open paren t close paren equals the fraction with numerator d bold r and denominator d t end-fraction equals d over d t end-fraction open paren b t bold e sub x minus c t cubed bold e sub y close paren Дифференцируя покомпонентно, получаем: v(t)=bex3ct2eybold v open paren t close paren equals b bold e sub x minus 3 c t squared bold e sub yНачальная скорость в момент времени t=0t equals 0 составляет: v(0)=bex3c(0)2ey=bexbold v open paren 0 close paren equals b bold e sub x minus 3 c open paren 0 close paren squared bold e sub y equals b bold e sub xШаг 2: Вычисление вектора среднего ускорения Среднее ускорение aopen angle bracket bold a close angle bracket за интервал времени Δtdelta t определяется как отношение изменения вектора скорости Δvdelta bold v к длительности этого интервала: a=ΔvΔt=v(t)v(0)t0open angle bracket bold a close angle bracket equals the fraction with numerator delta bold v and denominator delta t end-fraction equals the fraction with numerator bold v open paren t close paren minus bold v open paren 0 close paren and denominator t minus 0 end-fraction Подставим полученные выражения для скорости: a=(bex3ct2ey)bextopen angle bracket bold a close angle bracket equals the fraction with numerator open paren b bold e sub x minus 3 c t squared bold e sub y close paren minus b bold e sub x and denominator t end-fraction После сокращения слагаемого bexb bold e sub x в числителе: a=-3ct2eyt=-3cteyopen angle bracket bold a close angle bracket equals the fraction with numerator negative 3 c t squared bold e sub y and denominator t end-fraction equals negative 3 c t bold e sub y Ответ: Среднее ускорение частицы за указанный промежуток времени составляет a=-3cteyopen angle bracket bold a close angle bracket equals negative 3 bold c bold t bold e sub bold y. Нужно ли рассчитать модуль этого ускорения или найти мгновенное ускорение в конкретный момент времени?

Форма ответа

Ваш аватар