Вторая группа
Задачи, в которых равнодействующая всех сил, приложенных к одной материальной точке, есть функция времени .
В этом случае дифференциальное уравнение движения имеет
Так как то получаем дифференциальное уравнение первого порядка
или
Интегрируя это уравнение в соответствующих пределах, имеем:
откуда
Интегрируя это уравнение первого порядка, получим х как функцию от t, т. е. найдем искомый закон движения точки.
Пример 105. На материальную точку, совершающую прямолинейное движение, действует сила F, равномерно убывающая с течением времени и по истечении Т сек обращающаяся в нуль. Какой скорости достигнет точка по истечении Т сек и какой путь она пройдет за это время, если в начальный момент скорость точки равна нулю, а ее ускорение равно (рис. 141)?
Решение. Так как сила F, действующая на материальную точку, убывает равномерно с течением времени, то , причем .
Рис. 141.
В начальный момент ускорение точки равно , поэтому кроме того, при по условию , а потому отсюда
Следовательно, дифференциальное уравнение движения точки на основании равенств (111) запишется так:
Интегрируя это уравнение в пределах от до v и от 0 до t, имеем:
Так как , то
откуда
Интегрируя это уравнение в пределах от 0 до х и от 0 до t, находим:
Чтобы найти скорость и пройденный путь к моменту времени Т, достаточно в предыдущих равенствах положить время t равным Т сек.
Тогда имеем: