Задачи › Относительность движения, сложение скоростей

Два мотоциклиста на перпендикулярных дорогах

  1. Два мотоциклиста на перпендикулярных дорогах

    Физтех 2023/24, 9 кл.
    4/10

    Два мотоциклиста едут по двум взаимно перпендикулярным дорогам. Первый мотоциклист движется со скоростью \(V_1 = 15\) м/с, второй мотоциклист движется с неизвестной скоростью \(V_2\). В некоторый момент времени расстояние между мотоциклистами стало наименьшим и равным \(S = 220\) м. Через \(T = 10\) с расстояние между мотоциклистами удвоилось.

    1. Найдите скорость \(V_2\) второго мотоциклиста.

    2. С какой скоростью \(V_R\) увеличивается в этот момент расстояние между мотоциклистами?

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    В момент наименьшего расстояния вектор относительной скорости перпендикулярен отрезку, соединяющему мотоциклистов. Используйте теорему Пифагора для расстояний и относительной скорости.

    Ответ

    1) \(V_2 \approx 35\) м/с;  2) \(V_R = 33\) м/с.

    Решение

    В тот момент, когда расстояние между мотоциклистами наименьшее, вектор относительной скорости \(\vec U\), \(U = \sqrt{V_1^2 + V_2^2}\), перпендикулярен отрезку, соединяющему мотоциклистов. По теореме Пифагора \(S^2 + (UT)^2 = (2S)^2\), откуда \(U = \sqrt{3}\,\dfrac{S}{T}\).

    1) \(V_2 = \sqrt{3\dfrac{S^2}{T^2} - V_1^2} \approx 35\) м/с.

    2) \(V_R = U\cos 30^\circ = \dfrac{3}{2}\cdot\dfrac{S}{T} = 33\) м/с.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи