Задачи › Равноускоренное движение

Две точки навстречу друг другу

  1. Две точки навстречу друг другу

    Физтех 2024/25, 10 кл.
    4/10

    Две материальные точки движутся по одной прямой навстречу друг другу. В момент времени \(t=0\) скорости материальных точек \(V_1 = 12~\text{м/с}\) и \(V_2 = 8~\text{м/с}\). В процессе сближения ускорения материальных точек \(a_1 = 1{,}5~\text{м/с}^2\) и \(a_2 = 0{,}5~\text{м/с}^2\) постоянны и направлены противоположно соответствующим начальным скоростям.

    1. При каком наименьшем начальном расстоянии \(L\) между точками не произойдёт столкновение точек в процессе движения?

    2. Найдите показание \(T\) часов в тот момент, когда расстояние между точками будет наименьшим, если при \(t=0\) расстояние между точками было равно \(L\).

    3. Найдите длину \(S_1\) пути, пройденного первой материальной точкой к моменту времени \(T\), когда расстояние между точками будет наименьшим.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Перейдите в систему отсчёта первой точки: там вторая точка движется с относительной скоростью и относительным ускорением, и задача сводится к торможению на тормозном пути.

    Ответ

    1) \(L = 100~\text{м}\);  2) \(T = 10~\text{с}\);  3) \(S_1 = 51~\text{м}\).

    Решение

    1. В системе отсчёта первой точки вторая движется с начальной скоростью \(U_{ОТН} = V_1 + V_2\) и ускорением \(a_{ОТН} = a_1 + a_2\), направленным против \(U_{ОТН}\). Тормозной путь при равнопеременном движении \[L = \frac{U_{ОТН}^2}{2a_{ОТН}} = \frac{(V_1+V_2)^2}{2(a_1+a_2)} = 100~\text{м}.\]

    2. \(T = \dfrac{U_{ОТН}}{a_{ОТН}} = \dfrac{V_1+V_2}{a_1+a_2} = 10~\text{с}\).

    3. Первая точка останавливается в момент \(t_1 = \dfrac{V_1}{a_1} = 8~\text{с}\). К этому моменту она проходит путь \(\dfrac{V_1t_1}{2} = 48~\text{м}\). За оставшиеся \(T - t_1 = 2~\text{с}\) она смещается назад на \(\dfrac{a_1(T-t_1)^2}{2} = 3~\text{м}\). Путь \[S_1 = \frac{V_1t_1}{2} + \frac{a_1(T-t_1)^2}{2} = 48 + 3 = 51~\text{м}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи