Давайте рассмотрим движение точки, заданное уравнением ( S(t) = 2t^3 - 3t ), где ( S(t) ) — это положение точки в момент времени ( t ).
Для нахождения скорости точки в момент времени ( t_0 = 2 ), нам нужно взять производную функции положения ( S(t) ) по времени ( t ). Производная функции положения даёт нам функцию скорости ( v(t) ).
Рассчитаем производную ( S(t) ):
[ S(t) = 2t^3 - 3t ]
Применим правила дифференцирования:
- Производная от ( t^n ) равна ( n \cdot t^{n-1} ).
- Производная от суммы функций равна сумме производных этих функций.
- Константа перед переменной сохраняется при дифференцировании.
Итак, производная ( S(t) ) будет:
[ \frac{dS(t)}{dt} = \frac{d}{dt}(2t^3) - \frac{d}{dt}(3t) ]
Первую часть ( 2t^3 ) дифференцируем как:
[ \frac{d}{dt}(2t^3) = 2 \cdot 3t^2 = 6t^2 ]
Вторую часть ( -3t ) дифференцируем как:
[ \frac{d}{dt}(-3t) = -3 ]
Таким образом, производная ( S(t) ) будет:
[ \frac{dS(t)}{dt} = 6t^2 - 3 ]
Теперь, чтобы найти скорость в момент времени ( t_0 = 2 ), подставим ( t = 2 ) в выражение для скорости:
[ v(2) = 6 \cdot (2)^2 - 3 ]
Выполним вычисления:
[ v(2) = 6 \cdot 4 - 3 ]
[ v(2) = 24 - 3 ]
[ v(2) = 21 ]
Таким образом, скорость точки в момент времени ( t_0 = 2 ) равна ( 21 ) единицам скорости.