Если в любой момент времени положение движущейся точки определяется ее радиусом-вектором , то есть вектор скорости, есть вектор ускорения, а годограф вектора есть траектория движения точки .
Вектор скорости направлен по касательной к траектории, а его модуль равен производной от пути по времени .
Пример 1. Зная уравнение движения точки, определить (назвать), какую линию представляет ее траектория и найти скорость и ускорение этой точки:
1) 2)
3)
4) .
Решение. 1) Траектория точки есть годограф ее радиуса-вектора , т. е. линия, определяемая параметрическими уравнениями . Исключая из них параметр (время) , получим прямую , расположенную в плоскости .
Скорость и ускорение движения точки найдем как первую и вторую производные от по :
Следовательно, точка движется прямолинейно с постоянной скоростью, модуль которой
2) Здесь траектория точки есть эллипс, определяемый параметрическими уравнениями или уравнением , который расположен в плоскости .
Скорость точки ускорение
3) Параметрические уравнения траектории точки после исключения параметра преобразуются в канонические уравнения прямой
Скорость точки ускорение - постоянно (не зависит от времени ).
Здесь движение точки является прямолинейным и равномерно-переменным.
4) Траектория точки есть цилиндрическая винтовая линия
Скорость точки
ускорение
Здесь движение точки является равномерным, так как модуль скорости остается неизменным.
Пример 2. Зная уравнение движения точки построить ее траекторию и векторы скорости и ускорения в моменты времени и .
Решение. Траектория точки или годограф вектора есть астроида
В любой момент времени скорость точки , а ее ускорение
В момент
В момент
Траектория точки и найденные векторы ее скорости и ускорения в моменты и построены на черт. 42.