Чтобы рассчитать среднюю скорость Локомотива на всем пути, нужно сначала перевести все данные в одинаковые единицы и определить время, затраченное на каждую часть пути.
- Переведем скорость из км/ч в м/с:
\( 72 \, \text{км/ч} = \frac{72 \times 1000}{3600} = 20 \, \text{м/с} \)
Теперь у нас есть две скорости:
- Первая четверть пути: \( 10 \, \text{м/с} \)
- Остальная часть пути: \( 20 \, \text{м/с} \)
Обозначим длину всего пути как \( S \). Тогда первая четверть пути составит \( \frac{S}{4} \), а оставшаяся часть \( \frac{3S}{4} \).
Рассчитаем время, затраченное на каждую часть пути:
Для первой четверти пути: \[ t_1 = \frac{\text{дистанция}}{\text{скорость}} = \frac{\frac{S}{4}}{10} = \frac{S}{40} \]
Для оставшейся части пути: \[ t_2 = \frac{\frac{3S}{4}}{20} = \frac{3S}{80} \]
Общее время пути: \[ T = t_1 + t_2 = \frac{S}{40} + \frac{3S}{80} \] Чтобы сложить эти дроби, приведем их к общему знаменателю (80): \[ T = \frac{2S}{80} + \frac{3S}{80} = \frac{5S}{80} = \frac{S}{16} \]
Теперь рассчитаем среднюю скорость: Средняя скорость \( V_{ср} \) определяется как общая дистанция, деленная на общее время: \[ V_{ср} = \frac{S}{T} = \frac{S}{\frac{S}{16}} = 16 \, \text{м/с} \]
Таким образом, средняя скорость Локомотива на всем пути составляет 16 м/с.