Вопрос задан 09.04.2025 в 14:30. Предмет Физика. Спрашивает Бирлик Айбике.

Движение материальной точки в плоскости ХОУ описывается уравнениями: х=2t, y=4-2t.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Вербовецький Арсен.

Для анализа движения материальной точки, заданного уравнениями x=2tx = 2t и y=42ty = 4 - 2t, рассмотрим подробно каждый аспект движения:


1. Уравнение траектории

Имея зависимости x(t)x(t) и y(t)y(t), можно исключить время tt и найти уравнение траектории в координатах xx и yy.

Из уравнения x=2tx = 2t выразим tt:

t=x2.t = \frac{x}{2}.

Подставим это значение в уравнение y=42ty = 4 - 2t:

y=42(x2),y = 4 - 2\left(\frac{x}{2}\right), y=4x.y = 4 - x.

Таким образом, траектория движения точки — это прямая линия, задаваемая уравнением y=4xy = 4 - x.


2. Тип движения

  • Так как x(t)=2tx(t) = 2t и y(t)=42ty(t) = 4 - 2t зависят линейно от времени tt, движение точки является равномерным и прямолинейным.
  • Прямая y=4xy = 4 - x показывает, что точка движется под углом 45° к осям координат (угловой коэффициент линии равен 1-1).

3. Скорость точки

Скорость точки — это векторная величина, характеризуемая производными координат x(t)x(t) и y(t)y(t) по времени tt:

vx=dxdt=2,vy=dydt=2.v_x = \frac{dx}{dt} = 2, \quad v_y = \frac{dy}{dt} = -2.

Скорость имеет постоянные компоненты, поэтому её модуль также остаётся неизменным:

v=vx2+vy2=22+(2)2=8=22.v = \sqrt{v_x^2 + v_y^2} = \sqrt{2^2 + (-2)^2} = \sqrt{8} = 2\sqrt{2}.

Направление скорости определяется углом относительно оси xx:

tanθ=vyvx=22=1θ=45.\tan\theta = \frac{v_y}{v_x} = \frac{-2}{2} = -1 \quad \Rightarrow \quad \theta = -45^\circ.

Таким образом, точка движется с постоянной скоростью 222\sqrt{2} под углом 45-45^\circ (или 315315^\circ) к положительному направлению оси xx.


4. Положение в любой момент времени

Для любого значения времени tt координаты точки легко вычислить:

x(t)=2t,y(t)=42t.x(t) = 2t, \quad y(t) = 4 - 2t.

Например:

  • При t=0t = 0: x=0,y=4x = 0, y = 4 (начальная точка).
  • При t=1t = 1: x=2,y=2x = 2, y = 2.
  • При t=2t = 2: x=4,y=0x = 4, y = 0.

Точка движется по прямой y=4xy = 4 - x, начиная с точки (0,4)(0, 4) и уменьшая yy по мере увеличения xx.


5. Анализ физического смысла

  • Начальное положение: В момент t=0t = 0 точка находится в точке (0,4)(0, 4).
  • Конечное положение: Поскольку уравнения линейные, движение бесконечно, и точка продолжит двигаться по прямой линии, проходя любые значения xx и yy.
  • Постоянная скорость: Равномерное движение свидетельствует об отсутствии ускорения.

Итог

Точка движется равномерно по прямой линии y=4xy = 4 - x с постоянной скоростью 222\sqrt{2}, начав своё движение из точки (0,4)(0, 4).

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос