При прямолинейном движении, когда скорость тела изменяется по закону u = 1 + 4t м/с, мы можем определить пройденный путь через определенное время, используя интегрирование скорости по времени.
Дано:
- u(t) = 1 + 4t м/с — закон изменения скорости.
- t = 3 с — время, через которое нужно найти путь.
Пройденный путь s(t) можно определить как интеграл от скорости u(t) по времени t:
[ s(t) = \int u(t) \, dt = \int (1 + 4t) \, dt. ]
Теперь вычислим этот интеграл:
[ s(t) = \int (1 + 4t) \, dt = \int 1 \, dt + \int 4t \, dt = t + 2t^2 + C, ]
где C — константа интегрирования. Поскольку отсчет начинается с t = 0 и в начальный момент путь равен нулю (s = 0), то:
[ s(0) = 0 + 2 \cdot 0^2 + C = 0 \Rightarrow C = 0. ]
Таким образом, уравнение для пройденного пути становится:
[ s(t) = t + 2t^2. ]
Теперь подставим t = 3 с, чтобы найти путь через 3 секунды:
[ s(3) = 3 + 2 \cdot 3^2 = 3 + 2 \cdot 9 = 3 + 18 = 21 \, \text{м}. ]
Итак, пройденный телом путь через 3 секунды после начала отсчета равен 21 метру.