Уравнение координат трех тел имеет вид x1 = 6+7t(в квадрате) x2= 5t(в квадрате) x3= 9t-4t(в квадрате) Укажите характер движения тел. Чему равно ускорение для каждого случая? Напишите уравнения Vx = Vx(t) для этих тел. Постройте графики зависимости скорости от времени для каждого случая.
Для определения характера движения тел и ускорения, найдем производные по времени от уравнений координат:
x1 = 6 + 7t^2 dx1/dt = 14t
x2 = 5t^2 dx2/dt = 10t
x3 = 9t - 4t^2 dx3/dt = 9 - 8t
Для первого тела: Ускорение a1 = ddx1/dtdx1/dtdx1/dt/dt = d14t14t14t/dt = 14
Для второго тела: Ускорение a2 = ddx2/dtdx2/dtdx2/dt/dt = d10t10t10t/dt = 10
Для третьего тела: Ускорение a3 = ddx3/dtdx3/dtdx3/dt/dt = d9−8t9 - 8t9−8t/dt = -8
Таким образом, ускорение для первого тела равно 14, для второго - 10, для третьего - −8-8−8.
Уравнения для скорости Vx = dx/dt для каждого тела будут следующими: Vx1 = 14t Vx2 = 10t Vx3 = 9 - 8t
Построим графики зависимости скорости от времени для каждого тела:
График для первого тела Vx1=14tVx1 = 14tVx1=14t:
import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np t = np.linspace0,10,1000, 10, 1000,10,100
Vx1 = 14*t plt.plott,Vx1t, Vx1t,Vx1
plt.xlabel′Времяt′'Время t'′Времяt′
plt.ylabel′СкоростьVx1′'Скорость Vx1'′СкоростьVx1′
plt.title′Графикзависимостискоростиотвременидляпервоготела′'График зависимости скорости от времени для первого тела'′Графикзависимостискоростиотвременидляпервоготела′
plt.gridTrueTrueTrueplt.show
График для второго тела Vx2=10tVx2 = 10tVx2=10t:
import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np t = np.linspace0,10,1000, 10, 1000,10,100
Vx2 = 10*t plt.plott,Vx2t, Vx2t,Vx2
plt.xlabel′Времяt′'Время t'′Времяt′
plt.ylabel′СкоростьVx2′'Скорость Vx2'′СкоростьVx2′
plt.title′Графикзависимостискоростиотвременидлявтороготела′'График зависимости скорости от времени для второго тела'′Графикзависимостискоростиотвременидлявтороготела′
plt.gridTrueTrueTrueplt.show
График для третьего тела Vx3=9−8tVx3 = 9 - 8tVx3=9−8t:
import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np t = np.linspace0,10,1000, 10, 1000,10,100
Vx3 = 9 - 8*t plt.plott,Vx3t, Vx3t,Vx3
plt.xlabel′Времяt′'Время t'′Времяt′
plt.ylabel′СкоростьVx3′'Скорость Vx3'′СкоростьVx3′
plt.title′Графикзависимостискоростиотвременидлятретьеготела′'График зависимости скорости от времени для третьего тела'′Графикзависимостискоростиотвременидлятретьеготела′
plt.gridTrueTrueTrueplt.show
Таким образом, мы определили характер движения и ускорение для каждого тела, а также построили графики зависимости скорости от времени.
Для определения характера движения тел и ускорения, найдем производные по времени от уравнений координат:
x1 = 6 + 7t^2
dx1/dt = 14t
x2 = 5t^2
dx2/dt = 10t
x3 = 9t - 4t^2
dx3/dt = 9 - 8t
Для первого тела:
Ускорение a1 = ddx1/dtdx1/dtdx1/dt/dt = d14t14t14t/dt = 14
Для второго тела:
Ускорение a2 = ddx2/dtdx2/dtdx2/dt/dt = d10t10t10t/dt = 10
Для третьего тела:
Ускорение a3 = ddx3/dtdx3/dtdx3/dt/dt = d9−8t9 - 8t9−8t/dt = -8
Таким образом, ускорение для первого тела равно 14, для второго - 10, для третьего - −8-8−8.
Уравнения для скорости Vx = dx/dt для каждого тела будут следующими:
Vx1 = 14t
Vx2 = 10t
Vx3 = 9 - 8t
Построим графики зависимости скорости от времени для каждого тела:
График для первого тела Vx1=14tVx1 = 14tVx1=14t:
import matplotlib.pyplot as pltimport numpy as np
t = np.linspace0,10,1000, 10, 1000,10,100 Vx1 = 14*t
plt.plott,Vx1t, Vx1t,Vx1 plt.xlabel′Времяt′'Время t'′Времяt′ plt.ylabel′СкоростьVx1′'Скорость Vx1'′СкоростьVx1′ plt.title′Графикзависимостискоростиотвременидляпервоготела′'График зависимости скорости от времени для первого тела'′Графикзависимостискоростиотвременидляпервоготела′ plt.gridTrueTrueTrue plt.show
График для второго тела Vx2=10tVx2 = 10tVx2=10t:
import matplotlib.pyplot as pltimport numpy as np
t = np.linspace0,10,1000, 10, 1000,10,100 Vx2 = 10*t
plt.plott,Vx2t, Vx2t,Vx2 plt.xlabel′Времяt′'Время t'′Времяt′ plt.ylabel′СкоростьVx2′'Скорость Vx2'′СкоростьVx2′ plt.title′Графикзависимостискоростиотвременидлявтороготела′'График зависимости скорости от времени для второго тела'′Графикзависимостискоростиотвременидлявтороготела′ plt.gridTrueTrueTrue plt.show
График для третьего тела Vx3=9−8tVx3 = 9 - 8tVx3=9−8t:
import matplotlib.pyplot as pltimport numpy as np
t = np.linspace0,10,1000, 10, 1000,10,100 Vx3 = 9 - 8*t
plt.plott,Vx3t, Vx3t,Vx3 plt.xlabel′Времяt′'Время t'′Времяt′ plt.ylabel′СкоростьVx3′'Скорость Vx3'′СкоростьVx3′ plt.title′Графикзависимостискоростиотвременидлятретьеготела′'График зависимости скорости от времени для третьего тела'′Графикзависимостискоростиотвременидлятретьеготела′ plt.gridTrueTrueTrue plt.show
Таким образом, мы определили характер движения и ускорение для каждого тела, а также построили графики зависимости скорости от времени.