Задания № 8, 9 · ЕГЭ

Производная в физике

Как по координате находят скорость, а по скорости — ускорение
2 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

В физике производная показывает, как быстро изменяется величина. Производная координаты по времени равна мгновенной скорости тела, а производная скорости по времени — его мгновенному ускорению.

Производная в физике
Производная физической величины по времени — это её мгновенная скорость изменения. Если координата тела задана функцией \(x(t)\), то её производная определяет скорость тела. Понятие опирается на определение производной функции.

Основные формулы

Пусть \(x(t)\) — координата тела, \(v(t)\) — его скорость, а \(t\) — время. Тогда скорость равна производной координаты, а ускорение — производной скорости. Поэтому ускорение также является второй производной координаты.

\[v(t)=x'(t)=\frac{dx}{dt},\qquad a(t)=v'(t)=\frac{dv}{dt}=x''(t)=\frac{d^2x}{dt^2}\]

Единица скорости в СИ — метр в секунду (\(\text{м/с}\)), единица ускорения — метр на секунду в квадрате (\(\text{м/с}^2\)). Если производная положительна, величина возрастает; если отрицательна — убывает. Подробное применение производных к движению рассматривается в производной в механике.

№
Пример

Пусть координата тела изменяется по закону \(x(t)=3t^2+2t\), где \(x\) измеряется в метрах, а \(t\) — в секундах. Тогда \(v(t)=x'(t)=6t+2\) м/с, а \(a(t)=v'(t)=6\) м/с². Следовательно, ускорение постоянно.

!
Не путайте

Средняя скорость и мгновенная скорость — не одно и то же. Средняя скорость на промежутке времени вычисляется как отношение перемещения ко всему времени: \(v_{\text{ср}}=\frac{\Delta x}{\Delta t}\). Мгновенная скорость получается предельным переходом и равна производной \(x'(t)\) в конкретный момент.

Проверьте себя

Координата тела задана формулой \(x(t)=t^3\). Чему равна скорость в момент \(t=2\) с?

Главное за минуту

Главное

  • Производная координаты по времени — мгновенная скорость: \(v=x'(t)\).
  • Производная скорости по времени — мгновенное ускорение: \(a=v'(t)=x''(t)\).
  • Средняя скорость находится отношением приращения координаты ко времени, а мгновенная — производной.