Задачи › Графики движения, путь как площадь

Отрыв в велогонке

  1. Отрыв в велогонке

    Санкт-Петербургская 2021/22, 7 кл.
    5/10

    В велогонке участвует большое число велосипедистов. Часто происходит так, что велосипедисты разделяются на две группы, одна из которых уезжает вперёд (её называют отрывом). Временем отрыва в данный момент называют то, насколько раньше отрыв был в той точке, где сейчас находится вторая группа.

    В одной из велогонок вторая группа догнала отрыв ровно через час после его образования. При этом первые \(45\) мин она двигалась со скоростью \(30\) км/ч, а последние \(15\) мин со скоростью \(50\) км/ч. Найдите максимальную и минимальную скорость движения отрыва.

    Известно, что время отрыва равномерно увеличивалось первую половину времени до значения \(3\) мин, после чего равномерно уменьшалось до нуля.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Постройте график координаты от времени для отрыва и для второй группы. Время отрыва — это горизонтальный отрезок между графиками. На каждом участке, где время отрыва меняется линейно, скорость отрыва постоянна.

    Ответ

    Максимальная скорость \(45{,}5\) км/ч, минимальная \(27{,}3\) км/ч.

    Решение

    На графике координаты от времени время отрыва соответствует горизонтальному отрезку между графиками отрыва и второй группы. Так как время отрыва сначала росло равномерно, а затем равномерно уменьшалось, график отрыва состоит из трёх отрезков с постоянными скоростями \(u_1\), \(u_2\), \(u_3\). Максимальное время отрыва \(\tau=3\) мин.

    Первый участок (за \(30\) мин от начала, где отрыв опережает вторую группу на \(\tau\)): \[u_1=\frac{x_1}{30\text{~мин}-\tau}=\frac{30\text{~км/ч}\cdot30\text{~мин}}{30\text{~мин}-3\text{~мин}}\approx33{,}3\text{~км/ч}.\] Второй участок (за \(15\) мин, с изменением времени отрыва от \(\tau\) до \(\tau/2\)): \[u_2=\frac{x_2-x_1}{15\text{~мин}+\tau-\tau/2}=\frac{30\text{~км/ч}\cdot15\text{~мин}}{15\text{~мин}+1{,}5\text{~мин}}\approx27{,}3\text{~км/ч}.\] Третий участок (за \(15\) мин, с изменением времени отрыва от \(\tau/2\) до нуля): \[u_3=\frac{x_3-x_2}{15\text{~мин}+\tau/2}=\frac{50\text{~км/ч}\cdot15\text{~мин}}{15\text{~мин}+1{,}5\text{~мин}}\approx45{,}5\text{~км/ч}.\] Таким образом, максимальная скорость отрыва \(45{,}5\) км/ч, минимальная \(27{,}3\) км/ч.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи