Найдите скорость точки по закону движения s(t) = t³ − 6t² + 9t + 2 и моменты остановки
Условие
Точка движется по прямой, и её координата меняется по закону , где измеряется в метрах, а время — в секундах (). Найдите скорость точки в момент с и все моменты времени, когда точка останавливается.
Ответ
м/с; точка останавливается при с и с
Решение по шагам
Шаг 1. Переводим физику в производную
Мгновенная скорость прямолинейного движения — это производная координаты по времени:
, измеряется в м/с.
Отсюда сразу видно, что означают оба вопроса задачи:
- «скорость в момент с» — это число ;
- «точка останавливается» — это момент, когда , то есть корень уравнения .
Важно: останавливается — не значит «стоит дальше»; это мгновение, когда скорость обращается в ноль (обычно перед сменой направления).
Шаг 2. Дифференцируем закон движения
Дифференцируем почленно, как обычный многочлен, только переменная называется :
, , , .
Получаем закон изменения скорости:
(м/с).
Обратите внимание: слагаемое м — это начальная координата, на скорость оно не влияет никак. Дальше остаётся подставить и отдельно решить уравнение .
Осталось ещё 3 шага — откроются после входа:
- Шаг 3. Скорость в момент t = 4 с
- Шаг 4. Находим моменты остановки
- Шаг 5. Проверка и физический смысл
Бесплатно · займёт минуту
Частые ошибки
- ✗
Подставляют в и дают ответ «6», но 6 м — это координата, а не скорость.
- ✗
При делении уравнения на 3 делят не все слагаемые и получают без корней.
- ✗
Считают, что при точка «остановилась насовсем», и отбрасывают второй корень.
- ✗
Видят и решают, что скорость посчитана неверно: отрицательная скорость означает движение в обратную сторону, ошибки здесь нет.
- ✗
Пишут ответ без единиц или в м/с² — скорость измеряется в м/с, ускорение в м/с².