Атос и Портос начинают одновременно идти навстречу друг другу со скоростями v1=3 м/с и v2=1 м/c соответственно. Арамис сначала находится посередине между ними. Портос встретился с Арамисом через t1=250 с после начала своего движения, а с Атосом через t2=12
мин.
1) На каком расстоянии друг от друга первоначально находились Атос и Портос? ответ выразите в м, округлите до целого числа.
2) Насколько позже стартовал Арамис, если скорость сближения Портоса с Арамисом в 2 раза больше скорости удаления Арамиса от Атоса? ответ выразите в с, округлите до целого числа.
y = 2t-1
2t = y+1
t = (y+1)/2
x = 3*t²+4 = 3*(y+1)²/4 + 4
Это уравнение ПАРАБОЛЫ с осью симметрии направленной по оси ОХ.
Находим .y(x):
(x -4) = 3*(y+1)²/4
4*(x -4) = 3*(y+1)²
(y+1)² = 4*(x-4)/3
| y+1| = √ (4*(x-4)/3)
Окончательно:
y(x) = +√ (4*(x-4)/3) -1 - верхняя ветвь параболы
y(x) = - √ (4*(x-4)/3) -1 - нижняя ветвь параболы
2) Скорость - первая производная от координаты:
Vx = x' = 6*t
Vy = y' = 2
V(t) = √ ((6t)² + 2²) = √ (36*t² + 4)
Находим:
V(1) = √ (36*1² + 4)= √40 ≈ 6,3 м/с
3) Строим график:
Его заряд: dQ1 = Q1 dL / L
Если заряд на расстоянии H от центра кольца, то по теореме Пифагора расстояние от элемента кольца до заряда:
S = sqr( H^2 + R^2 )
Тогда сила этого элемента кольца, действующая на заряд:
dF = k Q dQ1 / S^2 = k Q Q1 dL/ S^2
Понятно, что относительно прямой, соединяющей центр кольца и заряд, все симметрично, и проекции силы на плоскость кольца скомпенсируют друг друга. Тогда сила направлена вдоль этой и прямой. Поэтому ищем проекции на эту прямую:
dFп = dF H / S = k Q Q1 (dL/L) H / S^3
Но от заряд равноудален ото всех элементов кольца, а значит сила от каждого элемента одинакова. Суммарная проекция на прямую
(если N - число элементов, на которое мы разбили кольцо):
Fп = N dFп = N k Q Q1 dL H / S^3 = (N dL/L) k Q Q1 H / S^3 = k Q Q1 (L/L) H / S^3
= k Q Q1 H / S^3 = F
F = k Q Q1 H / sqr( H^2 + R^2)^3
(Можем проверить: при R=0 кольцо превратится в точку и сила должна быть как от точечного заряда, что тут и выполняется)
Удачи :)