Материальная точка массой m= 1/3 кг притягивается к неподвижному центру О силой F=3x, H. Найти закон движения точки вдоль горизонтальной прямой, если в начальной момент x0= 2м, v0=3 м/с.
Для нахождения закона движения точки вдоль горизонтальной прямой воспользуемся вторым законом Ньютона: F = ma, где F - сила, действующая на точку, m - масса точки, a - ускорение.
Исходя из условия, сила F = 3x, H. Также нам известно, что масса точки m = 1/3 кг.
Тогда ускорение точки: a = F / m = 3x3x3x / 1/31/31/3 = 9x, м/с^2.
Теперь можем записать уравнение движения точки: a = d^2x / dt^2 = 9x.
Решим это дифференциальное уравнение. Общее решение такого уравнения имеет вид: xttt = Acos3t3t3t + Bsin3t3t3t, где A и B - константы, которые нужно найти из начальных условий.
Из начальных условий x0 = 2 м и v0 = 3 м/с можем найти значения констант A и B. Запишем соответствующие уравнения: x0 = Acos000 + Bsin000 = A, v0 = -3Asin000 + 3Bcos000 = 3.
Из первого уравнения получаем, что A = x0 = 2 м.
Заменим A во втором уравнении и найдем B: -32sin000 + 3Bcos000 = 3, -30 + 3B*1 = 3, 3B = 3, B = 1.
Таким образом, общее решение уравнения движения точки будет иметь вид: xttt = 2*cos3t3t3t + sin3t3t3t.
Это и есть закон движения точки вдоль горизонтальной прямой в данной задаче.
Для нахождения закона движения точки вдоль горизонтальной прямой воспользуемся вторым законом Ньютона:
F = ma,
где F - сила, действующая на точку, m - масса точки, a - ускорение.
Исходя из условия, сила F = 3x, H. Также нам известно, что масса точки m = 1/3 кг.
Тогда ускорение точки:
a = F / m = 3x3x3x / 1/31/31/3 = 9x, м/с^2.
Теперь можем записать уравнение движения точки:
a = d^2x / dt^2 = 9x.
Решим это дифференциальное уравнение. Общее решение такого уравнения имеет вид:
xttt = Acos3t3t3t + Bsin3t3t3t,
где A и B - константы, которые нужно найти из начальных условий.
Из начальных условий x0 = 2 м и v0 = 3 м/с можем найти значения констант A и B. Запишем соответствующие уравнения:
x0 = Acos000 + Bsin000 = A,
v0 = -3Asin000 + 3Bcos000 = 3.
Из первого уравнения получаем, что A = x0 = 2 м.
Заменим A во втором уравнении и найдем B:
-32sin000 + 3Bcos000 = 3,
-30 + 3B*1 = 3,
3B = 3,
B = 1.
Таким образом, общее решение уравнения движения точки будет иметь вид:
xttt = 2*cos3t3t3t + sin3t3t3t.
Это и есть закон движения точки вдоль горизонтальной прямой в данной задаче.