Pregunta
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  1. A particle moves in the plane, starting from the origin at with an initial velocity
    having an x -component of and a y -component of , as shown in the
    figure below. The particle experiences an acceleration in the x -direction, given by
    .
    a. Determine the x and y coordinates of the particle at any time, , and its position
    vector at that time.
    b. Determine the velocity and speed of the particle at .
    c. Determine the angle the velocity vector makes with the x axis.

Ask by Boone Todd. in South Africa
Mar 25,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

Respuesta verificada por el tutor

Responder

a. Position at :
  • Position vector:
b. Velocity and Speed at :
  • Velocity vector:
  • Speed: (approximately )
c. Angle the Velocity Vector Makes with the x-axis:
  • Approximately (or below the negative x-axis)

Solución

a. Position at
Since the acceleration is only in the x-direction, we have:
  • For the x-coordinate:
    Given , , , and :
  • For the y-coordinate:
    There is no acceleration in the y-direction, so:
    Given and :
Thus, the position vector at is:

b. Velocity and Speed at
  • For the x-component of velocity:
  • For the y-component of velocity (constant):
The velocity vector is:
The speed (magnitude of velocity) is:

c. Angle the Velocity Vector Makes with the x-axis
The angle (measured from the positive x-axis) is given by:
Calculating the reference angle:
Since both and are negative, the velocity vector is in the third quadrant. Therefore, the actual angle measured from the positive x-axis is:
Alternatively, one may report the angle relative to the negative x-axis as approximately (below the negative x-direction).

Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional

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Beyond the Answer

To tackle this problem, let’s break it down step by step.
a. Position Coordinates at
Given:
  • Initial velocity:
  • Acceleration:
  • Time:
We can use the equations of motion:
For the x-coordinate:
For the y-coordinate (no acceleration in y-direction):
So, at , the coordinates are .
The position vector at is:

b. Velocity at
To find the velocity at , we can use:
For the y-component (constant):
The velocity vector at is then:
To find the speed:

c. Angle with the x-axis
To determine the angle that the velocity vector makes with the x-axis, we can use:
Now calculating :
However, since both components are negative, the vector is in the third quadrant, making the angle measured from the x-axis:
That’s it! You’ve determined the particle’s position, velocity, and the angle of its movement effectively!

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