光滑水平桌面上质量为025 kg的质点受f =2 t i n 的力作用t =0时该质点以v =2 j ms的速度通过坐标原点则该质点任意时刻的位置矢量为
首先根据牛顿第二定律,质点的运动方程为:
$$\boldsymbol{F} = m\boldsymbol{a}$$
代入题目中的数据,有:
$$2t\boldsymbol{i} = 0.25\boldsymbol{a}$$
因为 $t$ 和 $\boldsymbol{i}$ 都是常量,所以可以解得加速度为:
$$\boldsymbol{a} = 8t\boldsymbol{i}$$
接下来可以利用运动学公式求出质点的位置矢量。设质点在 $t$ 时刻的位置矢量为 $\boldsymbol{r}(t)$,则有:
$$\boldsymbol{a}(t) = \frac{\mathrm{d}^2\boldsymbol{r}(t)}{\mathrm{d}t^2}$$
对该式进行两次积分,得到质点的位置矢量为:
$$\boldsymbol{r}(t) = \boldsymbol{r}_0 + \boldsymbol{v}_0 t + 4\boldsymbol{i}t^3$$
其中 $\boldsymbol{r}_0$ 和 $\boldsymbol{v}_0$ 分别为质点在 $t=0$ 时刻的位置矢量和速度矢量。代入题目中的数据,有:
$$\boldsymbol{r}(t) = 2\boldsymbol{j}t + 4\boldsymbol{i}t^3$
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