Задачи › Относительность движения, сложение скоростей

Карусель из пяти дорожек

  1. Карусель из пяти дорожек

    МОШ 2013/14, 8 кл.
    6/10

    Карусель представляет собой пять круговых дорожек (см. рисунок). Внешняя дорожка (№ 1) всегда неподвижна; следующая (№ 2) может двигаться со скоростью 4,5 км/ч. Скорость движения полотна у дорожки № 3 в 2 раза больше, чем у второй. Скорость движения дорожки № 4 равна разности скоростей движения дорожек № 5 и № 2. Скорость движения пятой дорожки, радиус которой равен \(R_5 = 20\) м, в 2 раза больше, чем у третьей. Ширина каждой дорожки равна \(r = 1\) м. Вначале все дорожки неподвижны.

    Рисунок

    С линии \(AO\) в одном направлении стартуют двое одноклассников "— отличник Вася по неподвижной дорожке № 1 на велосипеде и красавица Маша по соседней дорожке № 2 "— бегом. В момент их старта дорожки начинают двигаться, также вращаясь в одном направлении "— каждая со своей скоростью. Маша начинает двигаться в направлении движения дорожек с постоянной скоростью \(V_1 = 1{,}25\) м/с относительно полотна своей дорожки. Через некоторое время она перепрыгивает на соседнюю дорожку, причем скорость ее движения относительно полотна новой дорожки остается прежней. Так, последовательно перепрыгивая с дорожки на дорожку и находясь на каждой из них столько времени, сколько требуется, чтобы преодолеть одинаковые угловые расстояния, она добирается сначала до внутренней дорожки № 5, а потом возвращается на дорожку № 2.

    С какой постоянной скоростью двигался Вася на велосипеде, если известно, что к линии старта/финиша они добрались одновременно, сделав один оборот вокруг центра карусели? Считать, что одноклассники все время перемещались точно по средним линиям дорожек.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Скорость Маши относительно земли на каждой дорожке "— сумма \(V_1\) и скорости полотна. Угловые пути на всех участках одинаковы, поэтому удобно считать время через угловую скорость на каждой дорожке.

    Ответ

    Скорость Васи \(\approx 4\) м/с.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи