一粒子沿直线运动,在通过一固定点 时的速度为 3 m/s。粒子在通过 点 秒后的加速度 m/s 由 给出。该粒子在点 处瞬时静止。
- (i)
证明当 时,粒子到达 。
- (ii)
计算距离 。
- (iii)
解释为什么该粒子在第三十四秒内的某个时刻再次位于 。
它不会直接告诉你答案,而是问你卡在哪一步看看 AI 是怎么陪你一步步弄懂这道题的
完整解法
12(i)
1. Integrate the acceleration function to find the velocity function $v(t)$.
2. Use the initial condition to find the constant of integration $c$.
When , .
So,
3. Set velocity to zero to find the time when the particle is at instantaneous rest.
At instantaneous rest, .
4. Solve for $t$ using logarithms.
Take natural logarithm on both sides:
(Shown)
Shown that .
12(ii)
1. Find the expression for velocity $v$ by integrating acceleration $a$.
Given when :
2. Set up the definite integral for displacement from $O$ to $P$.
Since the particle moves in one direction until it comes to rest at , the distance is the displacement at .
3. Evaluate the definite integral to find the distance.
At , , so .
Upper limit:
Lower limit ():
m
m (or m)
12(iii)
1. Find the expression for velocity $v$ in terms of $t$.
When , :
2. Find the expression for displacement $s$ in terms of $t$.
When , :
3. Evaluate the displacement at $t = 33$ and $t = 34$.
At :
At :
4. Conclude using the sign change.
Since and , and is continuous, there must be a time between 33 and 34 where . Therefore, the particle is at during the thirty-fourth second.
Since and , the displacement must be zero at some instant between and . Thus, the particle is at during the thirty-fourth second.
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