Задачи › Равномерное движение, средняя скорость

Машины между А и В

  1. Машины между А и В

    Росатом 2023/24, 9 кл.
    4/10

    Две машины ездят следующим образом между городами А и В, расстояние между которыми \(S = 100\) км: (1) машины выехали одновременно из городов А и В и поехали навстречу друг другу с разными скоростями; (2) доехав до городов В и А соответственно, машины мгновенно разворачиваются и едут назад к городам, откуда они выехали. Там они снова мгновенно разворачиваются, едут к городам А и В, снова разворачиваются и т.д. (3) скорость каждой машины постоянна. Известно, что третья встреча машин произошла через время \(t = 3\) часа 20 минут после начала их движения. Через сколько времени после начала движения машин произошла их первая встреча? Какое расстояние прошла до третьей встречи вторая машина, если первая прошла расстояние \(S_1 = 285\) км? Чему равны скорости машин? Во время трёх первых встреч машины ехали навстречу друг другу.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Сумма путей, пройденных машинами между соседними встречами, равна удвоенному расстоянию АВ. Что можно сказать о времени до первой встречи по сравнению с временем до третьей?

    Ответ

    Первая встреча — через \(40\) мин; вторая машина до третьей встречи прошла \(215\) км; скорости машин — примерно \(86{,}3\) км/ч и \(65{,}1\) км/ч.

    Решение

    Очевидно, что сумма расстояний, пройденных машинами от момента их выхода из «своих» городов до первой встречи, равна расстоянию между городами. До второй встречи каждая машина успеет доехать до своего пункта назначения, развернуться и доехать до второй встречи с другой машиной. Поэтому сумма расстояний, пройденных машинами от первой встречи до второй, равна удвоенному расстоянию между городами, т.е. она вдвое больше суммы расстояний, пройденных машинами от выхода из своих городов до первой встречи. От второй встречи до третьей машины в сумме проходят также удвоенное расстояние между городами. И т.д. А поскольку машины движутся с постоянными скоростями, то для времён справедливы те же соотношения: время от первой встречи до второй вдвое больше времени от выхода до первой встречи. Время от второй встречи до третьей равно времени от первой встречи до второй. И т.д. Это справедливо, пока во время встречи они движутся навстречу друг другу. Поскольку скорости машин разные, наступит такой момент, когда во время какой-то по номеру встречи более быстрая машина будет догонять вторую, двигаясь с ней в одном направлении. В этом случае время, прошедшее от предыдущей встречи до данной, будет меньше предыдущих времён встречи.

    Из приведённых рассуждений следует, что время \(t_{0\text{–}3} = t\), прошедшее от выхода машин из «своих» городов до третьей встречи, впятеро больше времени \(t_{0\text{–}1}\), прошедшего от выхода машин до первой встречи. Поэтому время до первой встречи равно \[t_{0\text{–}1} = \frac{t}{5} = 40~\text{минут}.\] Поскольку до третьей встречи машины в сумме прошли расстояние \(5S\), то вторая машина прошла до третьей встречи расстояние \[S_2 = 5S - S_1 = 215~\text{км}.\] Поскольку первая машина до третьей встречи прошла расстояние \(S_1 = 285\) км, а вторая — \(S_2 = 215\) км за время \(t = 3\) часа 20 минут, скорости машин равны \[v_1 = \frac{S_1}{t} = 86{,}3~\text{км/ч}, \qquad v_2 = \frac{S_2}{t} = 65{,}1~\text{км/ч}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи