Чтобы найти импульс материальной точки, необходимо сначала определить её скорость в каждый из заданных моментов времени, так как импульс ( p ) определяется как произведение массы ( m ) на скорость ( v ):
[ p = m \cdot v. ]
- Найдем скорость:
Дано уравнение движения точки:
[ x(t) = 20 + 2t - t^2. ]
Скорость — это первая производная координаты по времени. Возьмем производную от ( x(t) ) по ( t ):
[ v(t) = \frac{dx}{dt} = \frac{d}{dt}(20 + 2t - t^2) = 2 - 2t. ]
- Найдем скорость через 2 секунды:
Подставим ( t = 2 ) в уравнение скорости:
[ v(2) = 2 - 2 \cdot 2 = 2 - 4 = -2 \, \text{м/с}. ]
- Найдем импульс через 2 секунды:
[ p(2) = m \cdot v(2) = 2 \, \text{кг} \cdot (-2 \, \text{м/с}) = -4 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}. ]
- Найдем скорость через 5 секунд:
Подставим ( t = 5 ) в уравнение скорости:
[ v(5) = 2 - 2 \cdot 5 = 2 - 10 = -8 \, \text{м/с}. ]
- Найдем импульс через 5 секунд:
[ p(5) = m \cdot v(5) = 2 \, \text{кг} \cdot (-8 \, \text{м/с}) = -16 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}. ]
Таким образом, импульс материальной точки через 2 секунды после начала движения равен (-4 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}), а через 5 секунд — (-16 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}). Отрицательный знак указывает на то, что направление импульса противоположно выбранному положительному направлению оси ( x ).