Задачи › Относительность движения, сложение скоростей

Провиант

  1. Провиант

    Санкт-Петербургская 2019/20, 7 кл.
    4/10

    В точках \(A\) и \(B\) на одинаковом расстоянии от муравейника \(M\) лежали два кусочка торта. Большое количество муравьёв одновременно вышло на поиски во все стороны со скоростью \(v\). Добравшись до торта, муравьи начинают разбегаться от него во всех направлениях со скоростью \(2v\), чтобы рассказать о находке всем остальным муравьям. Через \(10\) с после того, как муравьи добежали до точек \(A\) и \(B\), первый муравей узнал о существовании двух кусочков торта. Через какое время после этого все муравьи, не встретившие торт, узнали, что в точке \(B\) есть торт?

    Длина гипотенузы \(AB\) в прямоугольном треугольнике \(ABM\) равна \(\sqrt{2}\cdot MB\), где \(\sqrt{2}\approx 1{,}4\).

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Первыми встретятся муравьи, бегущие навстречу друг другу от \(A\) и \(B\): их сближение идёт со скоростью \(4v\). Из этого найдите \(L/v\), где \(L = MB\).

    Ответ

    Через \(46\) с.

    Решение

    В момент, когда муравьи впервые добежали до кусочков торта, они все располагаются на окружности радиуса \(L = MB\). Первыми обменяются информацией два муравья, бегущих навстречу друг другу из точек \(A\) и \(B\). По условию это произойдёт через \(10\) с. С другой стороны, это время равно \[\frac{AB}{4v} = \frac{\sqrt{2}\,L}{4v} , \qquad\text{откуда}\qquad \frac{L}{v} = \frac{4}{\sqrt{2}}\cdot 10~\text{с} \approx 28~\text{с}.\]

    Последним о существовании торта в точке \(B\) узнает муравей, бегущий изначально в противоположную сторону. Его должен догнать муравей, прибежавший сначала в точку \(B\) со скоростью \(v\), а потом бегущий в обратном направлении со скоростью \(2v\). На это уйдёт время \(t\), которое определяется из \[L + vt = -L + 2vt \quad\Rightarrow\quad t = \frac{2L}{v} \approx 56~\text{с}.\] Тогда, начиная с момента из условия, пройдёт \(56~\text{с} - 10~\text{с} = 46~\text{с}\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи