Определить закон движения материальной точки массой m, если на неё действует сила F = aj + B*tk, где a,B постоянные и при t=0, r=0, v=v0*t
( j и k - оси координат)

AlisaSkun3 AlisaSkun3    2   02.05.2020 10:53    97

Ответы
Мамкинс Мамкинс  22.12.2023 02:02
Хорошо, давайте разберем пошагово этот вопрос.

Закон движения материальной точки может быть определен с использованием второго закона Ньютона. Согласно этому закону, сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению его массы на ускорение. Формула второго закона Ньютона записывается следующим образом:

F = ma

В данном случае, нам дано, что сила, действующая на материальную точку, равна F = aj + B*tk. Мы должны найти закон движения материальной точки.

Давайте начнем с нахождения ускорения. Для этого мы можем использовать второй закон Ньютона. Но сначала нужно найти производные по времени от векторов a, j, t и k.

Найдем производные:

d(a)/dt = 0, т.к. a — постоянная величина.
dj/dt = 0, т.к. j — постоянный единичный вектор.
dt/dt = 1, т.к. t — это время.
dk/dt = 0, т.к. k — постоянный единичный вектор.

Теперь можем записать ускорение:

a = d(v)/dt = d(v0*t)/dt = v0*d(t)/dt = v0

Таким образом, ускорение материальной точки равно v0.

Теперь подставим наше значение силы и ускорения в формулу второго закона Ньютона:

aj + B*tk = mv0

Так как a и j не зависят от времени, мы можем записать их отдельно:

aj = 0 (так как мы нашли, что dj/dt = 0)
B*tk = mv0

Теперь делим это уравнение на Bt и получаем:

k = (mv0)/(Bt)

Теперь, с помощью формулы скорости v = dr/dt, находим производную по времени от вектора r (вектор перемещения):

v = dr/dt = d(xj + yk)/dt

Подставляем полученные значения для v и k:

v = d(xj + y*(mv0)/(Bt))/dt

Найдем производную:

v = d(xj + y*(mv0)/(Bt))/dt = (mv0*y)/(Bt^2)

Получили выражение для скорости.

Теперь можем записать закон движения материальной точки:

v = (mv0*y)/(Bt^2)
r = ∫v dt = ∫((mv0*y)/(Bt^2))dt

Интегрируем это выражение для того, чтобы получить закон движения. Для простоты, предположим, что начальное положение материальной точки равно нулю, то есть r(0) = 0.

r = ∫((mv0*y)/(Bt^2))dt = (mv0/B) * ∫(y/t^2)dt

Интегрируем это выражение:

r = (mv0/B) * (-y/t) + C

где C - это постоянная интегрирования.

Таким образом, закон движения материальной точки при силе F = aj + B*tk будет задан следующим образом:

r = (mv0/B) * (-y/t) + C

Мы получили закон движения материальной точки, учитывая указанные условия и постоянные параметры a, B и v0.
ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Физика