[In this question i and j are horizontal unit vectors directed due east and due north respectively. Position vectors are given relative to a fixed origin.]
Two particles, A and B, are moving on a smooth horizontal surface.
Each particle is moving with constant velocity.
At time t seconds, the position vector of A is given by r metres.
When t=2, r=(−5i+16j)
When t=5, r=(10i+4j)
(a) Find, in terms of i and j, the velocity of A.
(2)
(b) Find an expression for r at time t seconds.
Give your answer in the form pi+qj, where p and q are functions of t
(2)
At time t seconds, the position vector of B is given by s metres where
s=−5i+7j+t(2i−3j)
(c) Find, to the nearest degree, the bearing of B from A when t=5
(3)
题目中文翻译
[本题中,i 和 j 分别为指向正东和正北的水平单位向量。位置向量均相对于一个固定原点给出。]
两质点 A 和 B 在光滑水平面上运动,各自保持恒定速度。
在 t 秒时,A 的位置向量为 r 米。
当 t=2 时,r=(−5i+16j)。
当 t=5 时,r=(10i+4j)。
(a) 用 i 和 j 表示 A 的速度。
(2)
(b) 求 t 秒时 r 的表达式。
答案以 pi+qj 的形式给出,其中 p 和 q 为 t 的函数。
(2)
在 t 秒时,B 的位置向量为 s 米,其中
s=−5i+7j+t(2i−3j)
(c) 求 t=5 时从 A 看 B 的方位角,精确到最接近的整数度。
(3)
解答
(a)
解法一
思路
展开
两给定位置相隔 3 秒,速度是位移向量除以经过时间。
答题过程
展开
Since A moves with constant velocity,
vA==5−2(10i+4j)−(−5i+16j),(5i−4j)ms−1.
(b)
解法一
思路
展开
从第 2 秒的位置走到第 t 秒,需要的位移是 (t−2)vA;展开成题目要求的两分量形式。
答题过程
展开
Using the position at t=2,
r==−5i+16j+(t−2)(5i−4j),(−15+5t)i+(24−4t)j.
(c)
解法一
思路
展开
从 A 看 B 应用 B 的位置减 A 的位置。使用题目已给的第 5 秒位置,所得向量向西南;方位角从北顺时针量取。
答题过程
展开
At t=5,
rA=10i+4j,rB=−5i+7j+5(2i−3j)=5i−8j.
Thus
AB=rB−rA=−5i−12j.
This is west of south. If β is the angle west of south,