Для того чтобы определить скорость тела в момент, когда его ускорение становится равно 10 м/с², сначала нужно найти выражения для скорости и ускорения.
Задан закон движения тела:
[ S(t) = 2t^3 + 4t^2 - 5t + 10 ]
- Найдем скорость ( v(t) ) как производную функции положения ( S(t) ) по времени ( t ):
[ v(t) = \frac{dS(t)}{dt} ]
Выполняем дифференцирование:
[ v(t) = \frac{d}{dt}(2t^3 + 4t^2 - 5t + 10) ]
[ v(t) = 6t^2 + 8t - 5 ]
- Теперь найдем ускорение ( a(t) ) как производную функции скорости ( v(t) ) по времени ( t ):
[ a(t) = \frac{dv(t)}{dt} ]
Выполняем дифференцирование:
[ a(t) = \frac{d}{dt}(6t^2 + 8t - 5) ]
[ a(t) = 12t + 8 ]
- Найдем момент времени ( t ), когда ускорение ( a(t) ) равно 10 м/с²:
[ a(t) = 12t + 8 ]
[ 12t + 8 = 10 ]
Решим это уравнение:
[ 12t = 2 ]
[ t = \frac{2}{12} ]
[ t = \frac{1}{6} \, \text{секунд} ]
- Теперь найдем скорость ( v(t) ) в этот момент времени ( t = \frac{1}{6} ):
[ v\left(\frac{1}{6}\right) = 6\left(\frac{1}{6}\right)^2 + 8\left(\frac{1}{6}\right) - 5 ]
Подставим значение ( t = \frac{1}{6} ):
[ v\left(\frac{1}{6}\right) = 6 \cdot \frac{1}{36} + 8 \cdot \frac{1}{6} - 5 ]
[ v\left(\frac{1}{6}\right) = 6 \cdot \frac{1}{36} + \frac{8}{6} - 5 ]
[ v\left(\frac{1}{6}\right) = \frac{6}{36} + \frac{8}{6} - 5 ]
[ v\left(\frac{1}{6}\right) = \frac{1}{6} + \frac{4}{3} - 5 ]
Приведем к общему знаменателю:
[ v\left(\frac{1}{6}\right) = \frac{1}{6} + \frac{8}{6} - \frac{30}{6} ]
[ v\left(\frac{1}{6}\right) = \frac{1 + 8 - 30}{6} ]
[ v\left(\frac{1}{6}\right) = \frac{-21}{6} ]
[ v\left(\frac{1}{6}\right) = -3.5 \, \text{м/с} ]
Таким образом, когда ускорение тела становится равным 10 м/с², его скорость составляет -3.5 м/с.