На неподвижную материальную точку массой 3 кг в начальный момент времени t = 0 с постоянной силой F = 10 Н начинают действовать. Через t1 = 8 секунд направление силы меняется на 90°. Определите, сколько точка перемещается к моменту времени t2=2t1, если других сил, действующих на точку, нет. (округлите ответ до целых чисел)
Сергеевич
Для решения данной задачи используем законы динамики.
В начальный момент времени точка находится в покое, поэтому ее начальная скорость равна нулю. Мы знаем, что сила, действующая на точку, равна 10 Н.
Согласно второму закону Ньютона, сила F, приложенная к телу, равна произведению массы тела на его ускорение. Так как на точку действует только одна сила, то ускорение, полученное из второго закона Ньютона, будет постоянным и можно выразить его следующим образом:
\[a = \frac{F}{m}\]
где F - приложенная сила (10 Н), m - масса точки (3 кг).
Подставляя известные значения, получаем:
\[a = \frac{10\,Н}{3\,кг} \approx 3.3333\,м/с^2\]
Затем мы можем использовать уравнение движения для нахождения перемещения точки через период времени t1 (8 секунд):
\[s = v_0 t + \frac{1}{2}a t^2\]
где s - перемещение точки, v0 - начальная скорость (равна нулю), a - ускорение (3.3333 м/с^2), t - время (8 секунд).
Подставляя известные значения, получаем:
\[s = 0 + \frac{1}{2} \cdot 3.3333 \cdot (8^2) \approx 133.3332\,м\]
Через время t2 = 2t1 (16 секунд) сила продолжает действовать в новом направлении на ту же точку.
Так как никакие другие силы не действуют на точку, она продолжает двигаться с постоянным ускорением, которое мы уже определили.
Мы можем использовать тот же самый закон движения, чтобы найти новое перемещение точки через время t2.
\[s = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2\]
\[s = 0 + \frac{1}{2} \cdot 3.3333 \cdot (16^2) \approx 170.6662\,м\]
Таким образом, максимально точное перемещение точки к моменту времени t2 составляет около 171 метра (округлено до целых чисел).
В начальный момент времени точка находится в покое, поэтому ее начальная скорость равна нулю. Мы знаем, что сила, действующая на точку, равна 10 Н.
Согласно второму закону Ньютона, сила F, приложенная к телу, равна произведению массы тела на его ускорение. Так как на точку действует только одна сила, то ускорение, полученное из второго закона Ньютона, будет постоянным и можно выразить его следующим образом:
\[a = \frac{F}{m}\]
где F - приложенная сила (10 Н), m - масса точки (3 кг).
Подставляя известные значения, получаем:
\[a = \frac{10\,Н}{3\,кг} \approx 3.3333\,м/с^2\]
Затем мы можем использовать уравнение движения для нахождения перемещения точки через период времени t1 (8 секунд):
\[s = v_0 t + \frac{1}{2}a t^2\]
где s - перемещение точки, v0 - начальная скорость (равна нулю), a - ускорение (3.3333 м/с^2), t - время (8 секунд).
Подставляя известные значения, получаем:
\[s = 0 + \frac{1}{2} \cdot 3.3333 \cdot (8^2) \approx 133.3332\,м\]
Через время t2 = 2t1 (16 секунд) сила продолжает действовать в новом направлении на ту же точку.
Так как никакие другие силы не действуют на точку, она продолжает двигаться с постоянным ускорением, которое мы уже определили.
Мы можем использовать тот же самый закон движения, чтобы найти новое перемещение точки через время t2.
\[s = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2\]
\[s = 0 + \frac{1}{2} \cdot 3.3333 \cdot (16^2) \approx 170.6662\,м\]
Таким образом, максимально точное перемещение точки к моменту времени t2 составляет около 171 метра (округлено до целых чисел).
Знаешь ответ?