1.2.16. Графики зависимости координаты от времени, построенные в различном масштабе времени для двух частиц, оказались одинаковыми. Одно деление оси времени $t$ для графика первой частицы отвечает 4 с, а для графика второй — 1 с. Найдите отношение скоростей и отношение ускорений частиц для точки $A$ графика.
К задаче $1.2.16$
Решение
По условию задачи графики координаты одинаковы, но отличаются масштабом времени:
$$x_{1}(t)\equiv x_{2}(\tau)$$
где $\tau=4\cdot t$.
Скорость это производная по времени от координаты:
$$\upsilon_{1}(t)=\frac{d x_{1}(t)}{dt} \text{ и } \upsilon_{2}(\tau)=\frac{d x_{2}(\tau)}{d\tau}$$
Дифференциалы времён связаны соотношением: $d\tau=4\cdot dt$.
Если в каждой точке координаты равны, то и разности (дифференциалы) координат будут равны: $dx_{1}(t)=dx_{2}(\tau)$.
Итак, скорость первой частицы в 4 раза больше скорости второй частицы. Отмечу, что это относится не только к конкретной точке $A$, а ко всем точкам траектории частиц.
Аналогично найдём отношение ускорений, но с учётом того, что $\upsilon_{1}(t)=4\upsilon_{2}(\tau)$.
Ускорение это производная по времени от скорости:
$$a_{1}(t)=\frac{d \upsilon_{1}(t)}{dt} \text{ и } a_{2}(\tau)=\frac{d \upsilon_{2}(\tau)}{d\tau}$$