Для решения задач по нахождению пути, пройденного точкой с заданной скоростью ( V(t) = 24t - 6t^2 ) (м/с), воспользуемся интегрированием и анализом функции скорости.
- Путь, пройденный за 3 секунды от начала движения:
Чтобы найти путь ( S(t) ), нужно интегрировать скорость ( V(t) ):
[ S(t) = \int V(t) \, dt = \int (24t - 6t^2) \, dt ]
Выполним интегрирование:
[ S(t) = \int (24t - 6t^2) \, dt ]
[ S(t) = 24 \int t \, dt - 6 \int t^2 \, dt ]
[ S(t) = 24 \left( \frac{t^2}{2} \right) - 6 \left( \frac{t^3}{3} \right) + C ]
[ S(t) = 12t^2 - 2t^3 + C ]
Поскольку нас интересует путь от начала движения (( t = 0 )), постоянная интегрирования ( C = 0 ):
[ S(t) = 12t^2 - 2t^3 ]
Теперь подставим ( t = 3 ) для нахождения пути за первые 3 секунды:
[ S(3) = 12(3)^2 - 2(3)^3 ]
[ S(3) = 12 \cdot 9 - 2 \cdot 27 ]
[ S(3) = 108 - 54 ]
[ S(3) = 54 \, \text{м} ]
Таким образом, путь, пройденный за 3 секунды от начала движения, составляет 54 метра.
- Путь, пройденный за 3-ю секунду:
Чтобы найти путь, пройденный за 3-ю секунду, нужно найти путь, пройденный за 3 секунды, и вычесть путь, пройденный за 2 секунды.
Вычислим путь, пройденный за 2 секунды:
[ S(2) = 12(2)^2 - 2(2)^3 ]
[ S(2) = 12 \cdot 4 - 2 \cdot 8 ]
[ S(2) = 48 - 16 ]
[ S(2) = 32 \, \text{м} ]
Теперь найдем разницу:
[ S{\text{за 3-ю секунду}} = S(3) - S(2) ]
[ S{\text{за 3-ю секунду}} = 54 - 32 ]
[ S_{\text{за 3-ю секунду}} = 22 \, \text{м} ]
Таким образом, путь, пройденный за 3-ю секунду, составляет 22 метра.
- Путь от начала движения до остановки:
Для нахождения момента остановки нужно определить, когда скорость ( V(t) ) становится равной нулю:
[ V(t) = 24t - 6t^2 = 0 ]
Решим это уравнение:
[ 24t - 6t^2 = 0 ]
[ 6t (4 - t) = 0 ]
Отсюда ( t = 0 ) или ( t = 4 ). Поскольку ( t = 0 ) — это начало движения, нас интересует второй корень ( t = 4 ) секунды.
Теперь найдем путь, пройденный за 4 секунды:
[ S(4) = 12(4)^2 - 2(4)^3 ]
[ S(4) = 12 \cdot 16 - 2 \cdot 64 ]
[ S(4) = 192 - 128 ]
[ S(4) = 64 \, \text{м} ]
Таким образом, путь, пройденный от начала движения до остановки, составляет 64 метра.