Здравствуйте, dar777!
Дано: зависимость скорости v(t) материальной точки от времени t показана на графике.
Определить: <v> -- среднюю скорость перемещения материальной точки за первые три секунды движения.
Решение
Будем считать, что под средней скоростью перемещения материальной точки подразумевается её средняя скорость по перемещению, то есть перемещение, делённое на затраченное время [1, с. 36].
Из прикреплённого Вами графика видно следующее:
-- в промежутке времени от t
1=0 до t
2=2 с проекция скорости материальной точки на ось Ox изменяется по линейному закону v(t)=1-t от (v
1)
x=1 м/с до (v
2)
x=-1 м/с;
-- в промежутке времени от t
2=2 с до t
3=3 с проекция скорости материальной точки на ось Ox изменяется по линейному закону v(t)=-3+t от (v
2)
x=-1 м/с до (v
3)
x=0.
В соответствии с формулой (2.2) [1, с. 39], мгновенная скорость материальной точки определяется выражением v=dx/dt. Значит, в промежутке времени от t
1=0 до t
2=2 с перемещение x
2-x
1 материальной точки, учитывая, что точка движется вдоль оси Ox, составляет
x1[$8747$]x2dx=t1[$8747$]t2vdt=0[$8747$]2(1-t)dt=(t-t2/2)|02=(2-22/2)-(0-02/2)=0;
в промежутке времени от t
2=2 с до t
3=3 с перемещение x
3-x
2 материальной точки составляет
x2[$8747$]x3dx=t2[$8747$]t3vdt=2[$8747$]3(-3+t)dt=(-3t+t2/2)|23=(-3*3+32/2)-(-3*2+22/2)=-9/2-(-8/2)=-1/2=-0,5 (м);
согласно формуле (2.1) [1, с. 37], средняя скорость материальной точки по перемещению за первые три секунды движения составляет
<v>=(x3-x1)/(t3-t1)=((x2-x1)+(x3-x2))/((t2-t1)+(t3-t2))=(0+(-0,5))/((2-0)+(3-2))=-0,5/3=-1/6[$8776$]-0,167 (м/с).
Ответ: приблизительно -0,167 м/с.
Литература
1. Джанколи Д. Физика. В 2 т. Т. 1. -- М.: Мир, 1989. -- 656 с.
Об авторе:
Facta loquuntur.