Задачи › Графики движения, путь как площадь

GPS

  1. GPS

    Эстонская 2008/09, заключительный этап, 9-11 кл. · №25927

    Спортсмен использует GPS-устройство для записи результатов своих тренировок. Его GPS-устройство каждые 15 секунд определяет точное расположение бегуна, на основании чего GPS-устройство вычисляет и записывает среднюю скорость GPS-устройства за последние 15 секунд. GPS-устройство представляет полученные результаты на графике в виде точек, соединённых прямыми отрезками. В некоторый момент времени бегун заметил, что на его кроссовке развязался шнурок. Он остановился, завязал шнурок и, благодаря небольшой передышке, продолжил бег уже с несколько большей скоростью (см. приведённый график, составленный GPS-устройством). Сколько времени продолжалась остановка? Время, ушедшее на торможение и последующий разгон считать пренебрежимо малым; скорость бега была постоянной как до, так и после остановки. (10 б.)

    Рисунок

    На рисунке: km/h — км/ч, min — мин.

    ▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
    Подсказка

    Каждая точка графика — средняя скорость за последние 15 с, то есть путь за этот интервал, делённый на 15 с; по снижению этого среднего найдите, какую часть интервала бегун стоял.

    ▶ОтветСкрыть: ответ
    Ответ

    \(\tau\approx 16\) с.

    ▶РешениеСкрыть: решение
    Решение

    В момент \(t_1=75\) с спортсмен ещё бежал, так как средняя скорость за предыдущий период ещё не уменьшилась (\(v_0=11\) км/ч); к моменту \(t_2=90\) с средняя скорость упала до \(v_1=8\) км/ч, значит, он уже простоял время \(\tau_1\), где \(v_1T=v_0(T-\tau_1)\) и \(T=15\) с. Поэтому \(\tau_1=\left(1-\dfrac{v_1}{v_0}\right)T\). Аналогично, после момента \(t_2\) спортсмен стоял ещё время \(\tau_2\), где \(v_2T=v_3(T-\tau_2)\), \(v_2=3\) км/ч и \(v_3=14\) км/ч. Поэтому \(\tau_2=\left(1-\dfrac{v_2}{v_3}\right)T\), а полное время остановки \[\tau=\tau_1+\tau_2=T\left(2-\frac{v_1}{v_0}-\frac{v_2}{v_3}\right)\approx 16\text{ с}.\]

    Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.

    Вся олимпиада на сайте

Похожие задачи