Задачи › Относительность движения, сложение скоростей

Бегущий по эскалатору

  1. Бегущий по эскалатору

    Росатом 2019/20, 11 кл.
    5/10

    Человек начинает бежать по эскалатору, движущемуся вверх, с ускорением \(a\). Добежав до середины эскалатора, человек мгновенно останавливается (относительно эскалатора), разворачивается и начинает бежать вниз с таким же по величине ускорением. В течение какого времени человек будет находиться на эскалаторе? Длина эскалатора \(l\), скорость \(u\).

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Запишите координату человека относительно нижней точки эскалатора на восходящем и нисходящем участках движения и найдите моменты, когда он приходит к середине и к нижней точке.

    Ответ

    \(\Delta t = \dfrac{2\sqrt{u^2+al}}{a}\).

    Решение

    Координата человека \(x\) относительно нижней точки эскалатора, ось \(x\) направлена вдоль эскалатора, при беге вверх: \[x(t) = ut + \frac{at^2}{2}.\] Когда человек добежал до середины эскалатора, \(x(t_1) = l/2\), откуда \[t_1 = \frac{-u + \sqrt{u^2+al}}{a}\] (второй корень отрицателен). Закон движения вниз (время отсчитывается от момента разворота): \[x(t) = \frac{l}{2} + ut - \frac{at^2}{2}.\] Возвращение в нижнюю точку, \(x(t_2) = 0\), даёт \[t_2 = \frac{u + \sqrt{u^2+al}}{a}\] (второй корень отрицателен). Искомое время \[\Delta t = t_1 + t_2 = \frac{2\sqrt{u^2+al}}{a}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи