Консультация № 203191
26.09.2022, 16:05
0.00 руб.
0 1 1
Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:
Частица движется так, что ее радиус-вектор зависит от времени по закону


где –
постоянные величины,

– единичные орты в декартовой системе координат.

Через сколько секунд ускорение частицы окажется перпендикулярной оси z, если
А = 3 м, В = 4 м,
рад/с.

Возможные ответы: а) 0,032 с; б) 0,132 с; в) 0,232 с; г) 0,432 с; д) 0,632 с.

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
01.10.2022, 10:50
общий
это ответ
Здравствуйте, Михаил !
Дано: Закон движения частицы r[$8594$](t) = i[$8594$]·3·t3 + j[$8594$]·3·cos([$969$]·t) + k[$8594$]·[4·t3 - 3·t5]
Вычислить момент времени, когда ускорение a[$8594$](t) частицы окажется перпендикулярной оси z .

Решение: Пункт Условия "ускорение частицы окажется перпендикулярной оси z" означает равенство нулю вертикальной составляющей ускорения (в этот момент вектор ускорения будет в горизонтальной плоскости xOy). Этот пункт очень упрощает решение, потому что составляющие по осям OX и OY можно игнорировать.
У нас остаётся Вертикальная составляющая пути: rz(t) = 4·t3 - 3·t5

Вычисляем вертикальную составляющую скорости дифференцированием rz(t) по t-аргументу :
Vz(t) = [rz(t)]' = (4·t3 - 3·t5)' = 12·t2 - 15·t4

Вычисляем вертикальную составляющую ускорения дифференцированием Vz(t) по t-аргументу :
az(t) = [Vz(t)]' = (12·t2 - 15·t4)' = 24·t - 60·t3

Приравниваем вертикальную составляющую ускорения к нулю и решаем уравнение 24·t - 60·t3 = 0
Это кубическое уравнение имеет 3 корня. Первый корень t1 = 0 очевиден. Он позволяет разделить обе части уравнения на t .
Оставшееся уравнение 24 - 60·t2 = 0 упрощаем до вида 24 = 60·t2 и получаем ещё 2 корня :
t2 = [$8730$](24/60) = [$8730$](2/5) = [$8730$]10 / 5 [$8776$] 0,632
t3 = -[$8730$](24/60) = -[$8730$]10 / 5 [$8776$] -0,632 игнорируем, как отрицательный и не соответствующий физическому смыслу.
Корень t1 = 0 тоже игнорируем, как НЕ отвечающий на вопрос "Через сколько секунд…".
Ответ : ускорение частицы окажется перпендикулярной оси z через 0,632 секунд. =Удачи!
Форма ответа