Определить время торможения автомобиля если скорость и ускорение вводятся с клавиатуры

Обновлено: 17.05.2024

Тормозной путь — это путь, который проходит автомобиль с момента, когда сработал тормозной механизм до полной остановки автомобиля. На него влияют:

состояние и тип дорожного покрытия,
состояние шин автомобиля,
начальная скорость автомобиля,
масса автомобиля,
исправность тормозной системы.

Остановочный путь — путь с момента обнаружения опасности до полной остановки автомобиля. Понятно, что тормозной путь входит в остановочный. Кроме того в остановочный путь входят:

путь, который проехал автомобиль с момента обнаружения опасности до нажатия на педаль тормоза;
путь, пройденный автомобилем за время срабатывания тормозной системы.

Первый параметр зависит от множества факторов, определяющим из которых является времени реакции водителя. По результатам многочисленных экспериментов, оно может меняться от 0,3 до 1,5 секунды. В среднем можно считать время реакции водителя равное 1 секунде. Кроме этого существует понятие «нормативное время восприятия сложной ситуации» равное 0,8 секунды. Также установлено, что время реакции у женщин, при возникновении сложной дорожной ситуации может достигать 2,5-3 секунд, тогда как у мужчин 1,5-2 секунды. Кроме этого на время реакции влияет:

опыт водителя,
его эмоциональное состояние,
возраст,
время суток и погодные условия,
прием медикаментов,
состояние алкогольного или иного опьянения,
место возникновения опасной ситуации.

Время срабатывания тормозной системы зависит от ее типа и технического состояния. Тормозная система с гидравлическим приводом срабатывает за 0,2 – 0,3 секунды, с пневматическим за 0,5 –0,6 секунд.

Бесплатная программа для расчёта скорости и тормозного пути

Как определить скорость автомобиля и тормозной путь?

Ниже рассматривается небольшая бесплатная программка для расчёта тормозного пути автомобиля при известной скорости и наоборот (можно рассчитать скорость при известном тормозном пути).

Тормозной путь — это расстояние, проходимое транспортным средством от момента привода в действие тормозного устройства до полной остановки.

Полный тормозной путь включает в себя также расстояние, проходимое за время от момента восприятия водителем (машинистом) необходимости торможения до приведения в действие органов управления тормозами.

Длина тормозного пути пропорциональна квадрату скорости движения, быстроте срабатывания тормозов, нагрузке, приходящейся на затормаживаемые колёса, коэффициенту сцепления колёс с дорогой, а также зависит от реакции водителя. Длина тормозного пути зависит от состояния тормозной системы, скорости движения автомобиля, состояния дороги, а также от состояния и качества шин. При увеличении скорости движения автомобиля, например в 2 раза, тормозной путь возрастает примерно в 4 раза. На мокрой дороге тормозной путь легкового автомобиля увеличивается по сравнению с сухой дорогой в 2 раза, а на заснеженной и обледеневшей поверхности дороги – примерно в 4 раза. Остановочный путь включает тормозной путь, а также расстояние, которое проходит автомобиль за время реакции водителя (от осознания опасности до начала нажатия на педаль тормоза). Отрезок пути, который проходит автомобиль за время реакции водителя, автомобиль движется с неизменной скоростью.

Как определить скорость автомобиля по тормозному пути?

Равнозамедленное движение: v х v/2=Sa,

где v — скорость до начала торможения,

S-пройденный путь (длина черного следа резины размазанной по асфальту),

a-ускорение (замедление) в торможении.

Чем отличается тормозной путь от остановочного?

Тормозной и остановочный пути – это разные понятия, которые часто путают или принимают за одно и тоже.

Остановочный путь – это расстояние, которое прошло транспортное средство с момента осознания автомобилистом необходимости в остановки до достижения машиной скорости 0 км/ч.

А тормозной путь – это дистанция, которую прошла машина с момента срабатывания ее тормозов до ее остановки.

Таким образом, остановочное расстояние включает в себя не только дистанцию торможения, но и расстояние, которое прошло транспортное средство, пока автомобилист реагировал на дорожную ситуацию.

Формулы расчёта скорости по тормозному пути

После дорожно-транспортного происшествия фактический тормозной путь автомобиля измеряется сотрудниками ГИБДД или следователем путём фиксации следа шин на асфальте, и занесения данных в специальную расчётную таблицу. Учитываются несколько факторов:

вид т/с;
масса машины в момент, когда произошло ДТП;
характер покрытия дороги и его состояние.

Прежде всего, нужно быстро установить скорость, с которой двигался автомобиль до торможения. Она рассчитывается следующим образом

Главный фактор, влияющий на точность расчёта

Единственной изменяемой величиной в формуле определения скорости является длина тормозного пути. Ручной расчёт данной величины в идеальных условиях (движение со скоростью 60 км/ч по сухой дороге асфальтовым покрытием, торможение без заносов) можно произвести по формуле

v – скорость движения автомобиля вначале торможения, м/с;

μ – коэффициент трения;

g – ускорение свободного падения, м/с2.

Другая формула для проверки правильности первоначального расчёта

Кэ – величина тормозного коэффициента;

V – скорость в момент начала торможения;

Фс – величина коэффициента сцепления шин с дорожным покрытием (при сухой погоде – 0,7, в дождливую погоду – 0,4; в снег – 0,2; в гололёд – 0,1).

Так, при движении по сухой асфальтовой трассе со скоростью 60 км/ч длина тормозного пути составит S = 1*60*60/(254*0,7) = 20,25 м. При движении по льдистой трассе, на которой Фс падает с 0,7 до 0,1, величина S увеличится в 7 раз (141,7 м).

Таким образом, главной задачей для правильного вычисления скорости является определение величины остановочного пути. В его состав, кроме, собственно, тормозного пути, входит метраж, приходящийся на:

время реакции водителя (0,2 с);
время срабатывания системы торможения (0,5 с).

Автомобиль при этом движется с начальной (фактической) скоростью, а следа от шин на дороге не остаётся.

Когда и как производится замер

Расчет тормозного пути может потребоваться в следующих случаях:

технические испытания транспортного средства;
проверка возможностей машины после доработки тормозов;
криминалистическая экспертиза.

Как правило, при расчете используют формулу S=Кэ*V*V/(254*Фс). Здесь S – тормозной путь; Кэ – тормозной коэффициент; V₀ — скорость на момент начала торможения; Фс – коэффициент сцепления с покрытием.

Коэффициент сцепления с дорогой изменяется в зависимости от состояния покрытия и определяется по следующей таблице:

Состояние дороги	Фс
Сухая	0.7
Мокрая	0.4
Снег	0.2
Лед	0.1

Коэффициент Кэ является статической величиной и составляет единицу для всех наиболее распространенных легковых транспортных средств.

Пример: как рассчитать тормозной путь автомобиля при цифре 60 км/ч на спидометре в дождь? Дано: скорость 60 км/ч, тормозной коэффициент – 1, коэффициент сцепления – 0.4. Считаем: 1*60*60/(254*0.4). В итоге получаем цифру 35.4, что и является длиной тормозного пути в метрах.

В таблице указано сколько метров машина будет продолжать движение до полной остановки. Следует учитывать, что в расчет не берутся никакие иные показатели (повороты, выбоины на дороге, встречный поток и т.д.). Сомнительно, что в реальных условиях на обледенелой дороге, автомобиль сможет проскользить километр и не встретить столб или отбойник.

Расчёт скорости при экспертизе

Для экспертного определения начальной скорости движения машины специалистами используется формула:

Va = 0,5*tз*j + √2Sю*j,

tз – время, в течение которого скорость движения автомобиля замедляется, с;

Sю – протяжённость следа при торможении, м.

На сухой дороге j равен 6,8 м/с2, поэтому скорость заноса тормозящего на расстоянии в 21 метр автомобиля равна 64,5 км/ч.

После начала реагирования водителя на окружающую обстановку машина до полного обнуления скорости проходит так называемый остановочный путь

Sо = (S1 + S2 + S3 + S4) = (t1 + t2 + 0,5*t3)*Va + Va/2j,

t1 – реакция водителя;

t2 – запаздывание гидропривода тормозной системы;

tз – нарастание замедления.

Временной промежуток t4 (время полной остановки) рассчитывается как отношение скорости заноса Vю к замедлению j. Время, пока увеличивается скорость замедления, зависит от трёх показателей:

тип привода;
состояние покрытия дороги;
масса транспортного средства.

Для его определения из начальной скорости Vа следует вычесть половину до установления минимальной скорости tз*j. Таким образом, суммарное время динамической части ДТП для автомобиля составляет t0 = t1 + t2 + t3 + t4 = Т + Va/j, с.

Внимание! Время увеличения замедления для пневмопривода больше, нежели для гидравлического. Оно возрастает с увеличением снаряжённой массы машины и коэффициента сцепления

Дистанция

Три длины автомобиля. Любой, кто путешествует в городских условиях, должен соблюдать дистанцию не менее 15 метров, или три длины автомобиля.
Половина спидометра: для безопасной дистанции за пределами населенных пунктов обращайте внимание на скорость автомобиля. Для того чтобы вычислить безопасную дистанцию, разделите на 2 текущую скорость, которую показывает спидометр. В итоге вы получите дистанцию до других автомобилей в метрах. Пример: на скорости 70 км/ч вы должны держаться до впереди идущего автомобиля на расстоянии не менее 35 метров. Причем это касается сухого асфальта в летнее время.
Двойное расстояние: в случае плохой видимости или плохих дорожных условий вы должны удвоить безопасную дистанцию.

Без этого не обойтись при проведении расчётов

Ещё один важный показатель – протяжённость заноса (юза) при торможении Sю. Это отношение квадрата скорости юза к удвоенной константе замедления j. Такой след заблокированные колодками колёса машины начинают оставлять на дорожном покрытии при положении «педаль в пол». Начало следа – это точка установившегося замедления, то есть константы. Как уже было сказано выше, это экспериментальная величина. Она рассчитывается для каждого вида транспорта отдельно. При этом используется физическая формула

Продольное сцепление резины с дорожным покрытием f замеряется эмпирически, с помощью «пятого колеса» или специальных приборов.

На основании специальной таблицы время реакции водителя на ситуацию на дороге составляет 0,6-1,4 секунд (шаг 0,2). Усреднённая экспертная величина, которая применяется в официальных экспертизах , составляет 0,8 с (в связи с тем, что быстрее этого времени человеческий мозг среагировать на происходящее не в состоянии).

Чтобы упростить восприятие производимых математических расчётов, сделаем привязку величины остановочного пути к скорости автомобиля длиной 4 м. Привязка делается к скорости 64 км/ч, с шагом ½ в сторону её замедления и увеличения:

Три способа определить скорость автомобиля при ДТП

После каждого дорожно-транспортного происшествия обязательно определяется скорость транспортного средства до и в момент удара или наезда. Данная величина имеет столь большое значение по нескольким причинам:

Самый часто нарушаемый пункт правил дорожного движения именно превышение максимально допустимой скорости движения, и, таким образом, становиться возможным определить вероятного виновника ДТП.
Также скорость влияет на тормозной путь, а значит и на возможность избежать столкновения или наезда.

Дорогой читатель! Наши статьи рассказывают о типовых способах решения юридических вопросов, но каждый случай носит уникальный характер.

Если вы хотите узнать, как решить именно Вашу проблему — обращайтесь в форму онлайн-консультанта справа или звоните по телефону.

Это быстро и бесплатно !

Определение скорости автомобиля по тормозному пути

Под тормозным путём обычно понимают расстояние, которое проходит то или иное транспортное средство от начала торможения (или, если быть более точным, с момента активации тормозной системы) и до полной остановки. Общая, недетализированная формула, из которой возможно вывести формулу для расчета скорости, выглядит так:

Va = 0.5 х t3 х j + √2Sю х j = 0,5 0,3 5 + √2 х 21 х 5 = 0,75 +14,49 = 15,24м/с = 54,9 км/ч где: в выражении √2Sю х j, где:

Дистанция

Три длины автомобиля. Любой, кто путешествует в городских условиях, должен соблюдать дистанцию не менее 15 метров, или три длины автомобиля.
Половина спидометра: для безопасной дистанции за пределами населенных пунктов обращайте внимание на скорость автомобиля. Для того чтобы вычислить безопасную дистанцию, разделите на 2 текущую скорость, которую показывает спидометр. В итоге вы получите дистанцию до других автомобилей в метрах. Пример: на скорости 70 км/ч вы должны держаться до впереди идущего автомобиля на расстоянии не менее 35 метров. Причем это касается сухого асфальта в летнее время.
Двойное расстояние: в случае плохой видимости или плохих дорожных условий вы должны удвоить безопасную дистанцию.

Автоликбез 14 сентября 2019

Каждому водителю важно помнить, что его машина не может остановиться мгновенно. Для этого ему потребуется определенное время, на которое влияет большое количество факторов. Правила дорожного движения требуют соблюдать безопасное расстояние между собственным и впереди идущим автомобилем, чтобы в случае необходимости успеть затормозить. Чтобы знать величину этого расстояния, необходимо иметь представление о тормозном пути. Помимо этого, многие путают два понятия – тормозной и остановочный путь.

Определение скорости автомобиля исходя из полученных деформаций

Лишь очень незначительное количество экспертов определяют скорость движения автомобиля таким способом. Хотя зависимость повреждений автомобиля от его скорости и очевидна, но единой эффективной, точной и воспроизводимой методики определения скорости по полученным деформациям не существует.
Это связано с огромным количеством факторов, влияющих на образование повреждений, а также с тем, что некоторые факторы попросту невозможно учесть. Оказывать влияние на образование деформаций могут:

конструкция каждого конкретного автомобиля;
особенности распределения грузов;
срок эксплуатации автомобиля;
количества и качества пройденных транспортным средством кузовных работ;
старение метала;
модификации конструкции автомобиля.

Определение скорости в момент наезда (столкновения)

Скорость в момент наезда обычно определяют по тормозному следу, но если это по ряду причин не представляется возможным, то приблизительные цифры скорости можно получить анализируя травмы, полученные пешеходом, и повреждения, образовавшиеся после наезда на транспортном средстве.

К примеру, о скорости автомобиля можно судить по особенностям бампер-перелома – специфической для наезда автомобилем травмы, которая характеризуется наличием поперечно-осколочного перелома с крупным отломком кости неправильной ромбообразной формы на стороне удара. Локализация при ударе бампером легкового автомобиля – верхняя или средняя треть голени, для грузового автомобиля – в участке бедра.

Что подразумевается под тормозным путем?

Это отрезок по прохождению машины с момента выявления препятствий и до остановки авто. При этом, когда водитель увидел препятствие и нажал на тормоз, прошло еще какое-то количество времени. Полнота тормозного пути немного увеличена.

На определение скорости по тормозному пути (на длину) влияют:

Тормозной механизм.
Имеет основную тормозную систему.
Стояночную систему.
Вспомогательную.
Шинный протектор. Зачастую торможение зависит от изношенности шины. Они разрушаются солнцем и озоном. Это также нужно учитывать.
Дорожное покрытие и то, в каком оно состоянии находится.
Скоростной фактор движения машины.
Массовый фактор машины.
Дистанционная особенность.

От тормозов машины целиком зависит и снижаемость скорости до его останавливания. Нужно сохранять устойчивое и управляемое свойство машины. И главный фактор, влияющий на определение скорости по тормозному пути, ― водительский стаж того, кто управляет ТС.

Аккредитованная независимая экспертная организация АНО Центр Экспертизы Двигателей, имеющая лицензионные документы, проводит различные методики и проверки автомобильных экспертиз. Квалифицированные специалисты проведут ряд анализов и проверок по вашим данным. Обратившись, вы получите ответы на все интересующие вас вопросы. А в конце проверки вам выдадут заключение с выводами экспертов.

Как определить скорость автомобиля по тормозному пути?

Равнозамедленное движение: v х v/2=Sa,

S-пройденный путь (длина черного следа резины размазанной по асфальту),

a-ускорение (замедление) в торможении.

Скорость по тормозному пути, зафиксированному в протоколе, будут определять в ГИБДД: у них имеется рукописная схема, где напротив определенной длины тормозного пути выставлена соответствующая скорость; плюс-минус для них дело несущественное.

Расчет тормозного пути и скорости

Экспертиза ГИБДД и МВД использует следующие формулы и методики. Можете сами найти и сделать расчеты.

Va =0.5 х t3 х j + v2Sю х j = 0,5 0,3 5 + v2 х 21 х 5 = 0,75 +14,49 = 15,24м/с =54,9 км/ч

T0 = t1 + t2 + t3 + t4 = T + Va / j; приняв Т = t1 + t2 + 0,5 t3 можно легко расчитать остановочный путь и остановочное время автомобиля. Это можно расчитать для сравнения условий движения двух участников ДТП.

След юза

Таблица соответствия категорий

Для того, чтобы Вам было проще ориентироваться в многообразии категорий технического регламента, я составил специальную таблицу, содержащую соответствующие категории ПДД и технического регламента. Просмотрев эту таблицу, Вы сразу же сможете определить, к какой категории относится Ваше транспортное средство.

По этой таблице Вы можете без труда определить категорию Вашего транспортного средства по техническому регламенту.

Возможности программы:

Программа позволяет рассчитать:

тормозной путь автомобиля;
скорость по тормозному пути;
если у Вас есть видеорегистратор то программа поможет рассчитать
скорость и время пройденного пути.

Расчёт скорости по известному тормозному пути

Вычисление значений выходят в зелёных окошках внизу в красном прямоугольнике.

Расчёт тормозному пути по скорости

Вычисление значений выходят в зелёных окошках внизу в красном прямоугольнике.

В программе есть возможность определять скорость по показаниям времени регистратора, проезжая вдоль дороги, засекая время от одной опоры до другой (синий текст в окошке слева).

Деинсталяция: удалить папку со всеми файлами программы.

Размер: 3Мб

метапредметные – умение самостоятельно планировать путидостижения целей; умение соотносить свои действия спланируемыми результатами, осуществлять контроль своейдеятельности, определять способы действий в рамкахпредложенных условий, корректировать свои действия всоответствии с изменяющейся ситуацией; умение оцениватьправильность выполнения учебной задачи; владение основамисамоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществленияосознанного выбора в учебной и познавательной деятельности;

личностные – алгоритмическое мышление, необходимое дляпрофессиональной деятельности в современном обществе ; представление о программировании как сфере возможнойпрофессиональной деятельности.

Используемые на уроке средства ИКТ:

персональный компьютер (ПК) учителя, мультимедийныйпроектор, экран;

Электронные образовательные ресурсы

презентация «Программирование как этап решения задачи накомпьютере» из электронного приложения к учебнику.

Особенности изложения содержания темы урока

Новый материал излагается в сопровождении презентации«Программирование как этап решения задачи на компьютере » изэлектронного приложения к учебнику.

Этапы решения задач на компьютере

Задача о пути торможения автомобиля

Водитель автомобиля, движущегося с некоторой постоянной скоростью, увидев красный свет светофора, нажал на тормоз. После этого скорость автомобиля стала уменьшаться каждую секунду на 5 метров. Требуется найти расстояние, которое автомобиль пройдёт до полной остановки.

Первый этап

v ₀ _x - начальная скорость;

v _x - конечная скорость (равна нулю);

a _x - ускорение (равно -5 м/с)

Требуется найти: - расстояние, которое пройдёт автомобиль до полной остановки.

Второй этап

В данной ситуации мы имеем дело с прямолинейным равноускоренным движением тела. Формула для перемещения при этом имеет вид:

Упростим эту формулу с учётом того, что конечная скорость равна нулю:

Третий этап

Представим алгоритм решения задачи в виде блок-схемы:

Четвёртый этап

Запишем данный алгоритм на языке программирования Паскаль:

program n_2;

var v0, s: real;

writeln('Вычисление длины пути торможения автомобиля');

write('Введите начальную скорость (м/с)> ');

writeln ('До полной остановки автомобиль пройдет', s:8:4,' м.')

Пятый этап

Протестировать составленную программу можно, используя ту информацию, что при скорости 72 км/ч с начала торможения до полной остановки автомобиль проходит 40 метров.

Выполнив программу несколько раз при различных исходных данных, можно сделать вывод: чем больше начальная скорость автомобиля, тем большее расстояние он пройдет с начала торможения до полной остановки.

Далее рассматривается несколько задач из учебника. Рассмотрение каждой задачи завершается выполнениемсоответствующей программы на компьютере. Можно организоватьвыполнение заданий по группам: каждая группа получает свою задачу и вконце урока представляет свой результат.

Домашнее задание . §4.3; вопросы и задания 1–12 к параграфу. Письменно в тетради составить программу к задаче 12.

var cena , zp : real ;

write ( 'Цена одной газеты: ' ) ;

readln ( cena ) ; //вводим цену

zp := cena * 50 ; //вычисляем прибыль с первых 50 газет

cena := cena + ( cena / 100 * 20 ) ; //прибавляем к цене 20%

zp := zp + ( cena * 150 ) ; //прибыль с оставшихся 150 газет

writeln ( 'Заработок за 200 газет = ' , zp : 8 : 2 ) ; //выводим результат

Разработайте программу, которая вычислит сумму денег, полученную от продажи билетов на этот рейс, если известно, что остались не распроданными а билетов бизнес-класса и b билетов эконом класса.

Этапы решения

1 этап постановка задачи

(40 – а) – количество проданных авиабилетов бизнес класса по цене x рублей за билет;

(120 – b) – количество проданных авиабилетов эконом. класса по цене x/2 рублей за билет.

Требуется найти s – общую сумму, полученную компанией от продажи билетов за рейс.

2 этап формализация

Для нахождения s можно вычислить значение следующего

выражения: (40 – а)*x+(120 – b)*x/2 . Здесь a и b – целые величины, s –величина вещественного типа.

Производная y’(x) функции y=f(x) – это мгновенная скорость изменения этой функции. В частности, если зависимость между пройденным путём S и временем t при прямолинейном неравномерном движении выражается уравнением S=f(t), то для нахождения мгновенной скорости точки в какой-нибудь определённый момент времени t нужно найти производную S’=f’(x) и подставить в неё соответствующее значение t, то есть v(t)=S’(t).

Производная от данной функции называется первой производной или производной первого порядка. Но производная функции также является функцией, и если она дифференцируема, то от неё, в свою очередь, можно найти производную.

Производная от производной называется второй производной или производной второго порядка и обозначается fили

Производная от второй производной называется производной третьего порядка и обозначается или f'''(x). Производную n-го порядка обозначают f (n) (x) или y (n) .

Если первая производная функции – это мгновенная скорость изменения любого процесса, заданного функцией, то вторая производная – это скорость изменения скорости, то есть ускорение, то есть

Первая производная – это скорость изменения процесса, вторая производная – ускорение. (v= S'; a=v')

Основная литература:

Колягин Ю.М., Ткачева М.В., Федорова Н.Е. и др., под ред. Жижченко А.Б. Алгебра и начала математического анализа (базовый и профильный уровни) 11 кл. – М.: Просвещение, 2014.

Дополнительная литература:

Шабунин М.И., Ткачева М.В., Федорова Н.Е. Дидактические материалы Алгебра и начала математического анализа (базовый и профильный уровни) 11 кл. – М.: Просвещение, 2017.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Давайте вспомним механический смысл производной:

Производная y’(x) функции y=f(x) – это мгновенная скорость изменения этой функции. В частности, если зависимость между пройденным путём S и временем t при прямолинейном неравномерном движении выражается уравнением S=f(t), то для нахождения мгновенной скорости точки в какой-нибудь определённый момент времени t нужно найти производную S’=f’(x) и подставить в неё соответствующее значение t, то есть v(t)=S'(t).

Пример 1. Точка движется прямолинейно по закону (S выражается в метрах, t – в секундах). Найти скорость движения через 3 секунды после начала движения.

скорость прямолинейного движения равна производной пути по времени, то есть .

Подставив в уравнение скорости t=3 с, получим v(3)=32+4∙3-1= 20 (м/с).

Пример 2. Маховик, задерживаемый тормозом, поворачивается за t с на угол

Найдите:

а) угловую скорость вращения маховика в момент t = 6 с;

б) в какой момент времени маховик остановится?

Решение: а) Угловая скорость вращения маховика определяется по формуле ω=φ'. Тогда ω=(4t-0,2t 2 )=4-0,4t.

Подставляя t = 6 с, получим ω=4-0,4∙6=1,6 (рад/с).

б) В тот момент, когда маховик остановится, его скорость будет равна нулю (ω=0) . Поэтому 4-0,4t=0.. Отсюда t=10 c.

Ответ: угловая скорость маховика равна (рад/с); t=10 c.

Решение: найдём скорость движения тела в любой момент времени t.

Вычислим скорость тела в момент времени t=3. v(3)=6∙3+2=20 (м/с)..

Определим кинетическую энергию тела в момент времени t=3.

Производная второго порядка. Производная n-го порядка.

Производная от производной называется второй производной или производной второго порядка и обозначается .

Производная от второй производной называется производной третьего порядка и обозначается y''' или f'''(x) Производную n-го порядка обозначают f (n) (x) или y (n) .

Примеры. Найдем производные четвёртого порядка для заданных функций:

1) f(x)= sin 2x

f'(x)=cos 2x∙(2x)’= 2cos 2x

f (x)=-2sin2x∙(2x)’=-4sin 2x

f'''(x)= -4 cos 2x∙(2x)= -8 cos 2x

f (4) (x)= 8 sin2x∙(2x)’= 16 sin 2x

f (x)= 9∙ 2 3x ∙ln 2 2

f'''(x)= 27∙ 2 3x ∙ln 3 2

f (4) (x)= 81∙ 2 3x ∙ln 4 2

Механический смысл второй производной.

Итак, первая производная – это скорость изменения процесса, вторая производная – ускорение. (v= S’; a=v’)

Пример 4. Точка движется прямолинейно по закону S(t)= 3t 2 -3t+8. Найти скорость и ускорение точки в момент t=4 c.

найдём скорость точки в любой момент времени t.

Вычислим скорость в момент времени t=4 c.

Найдём ускорение точки в любой момент времени t.

a= v’= (6t-3)’=6 и a(4)= 6 (м/с 2 ) , то есть ускорение в этом случае является величиной постоянной.

Ответ: v=21(м/с); a= v’= 6 (м/с 2 ).

Пример 5. Тело массой 3 кг движется прямолинейно по закону S(t)=t 3 -3t 2 +5. Найти силу, действующую на тело в момент времени t=4 c.

Решение: сила, действующая на тело, находится по формуле F=ma.

Найдём скорость движения точки в любой момент времени t.

v=S’=(t 3 -3t 2 +5)’=3t 2 -6t.

Тогда v(4)=3∙4 2 -6∙4=24 (м/с).

Найдём ускорение: a(t)=v’=(3t 2 -6t)’=6t-6.

Тогда a(4)= 6∙4-6= 18 (м/с 2 ).

Разбор решения заданий тренировочного модуля

№ 1. Тип задания: ввод с клавиатуры пропущенных элементов в тексте

Напишите производную третьего порядка для функции:

f(x)= 3cos4x-5x 3 +3x 2 -8

Решим данную задачу:

f’’’(x)=( 3cos4x-5x 3 +3x 2 -8)’’’=(((3cos4x-5x 3 +3x 2 -8)’)’)’=((-12sin4x-15x 2 +6x)’)’=(-48cos4x-30x)’=192sin4x-30.

Ответ: 192sin4x-30

№ 2. Тип задания: выделение цветом

Точка движется прямолинейно по закону S(t)= 3t 2 +2t-7. Найти скорость и ускорение точки в момент t=6 c.

v=38 м/с; a=6 м/с 2
v=38 м/с; a=5 м/с 2
v=32 м/с; a=6 м/с 2
v=32 м/с; a=5 м/с 2

Решим данную задачу:

Воспользуемся механическим смыслом второй производной:

v= S’(t)=( 3t 2 +2t-7)’=6t+2.

Вычислим скорость в момент времени t=6 c.

Найдём ускорение точки в любой момент времени t.

a= v’= (6t+2)’=6 и a(6)= 6 (м/с 2 ) , то есть ускорение в этом случае является величиной постоянной.

Читайте также: