Чтобы решить задачу, давайте разберем её по шагам.
Дано:
- Скорость состава ( V_s = 40 ) м/ч (метров в час)
- Скорость пешехода ( V_p = 3 ) км/ч (километры в час)
- Время, за которое состав проезжает мимо пешехода ( t = 90 ) секунд
Преобразование единиц:
Сначала преобразуем все скорости в одну единицу измерения. У нас скорость состава уже в метрах в час, но скорость пешехода нужно преобразовать из километров в час в метры в час.
[
V_p = 3 \text{ км/ч} = 3 \times 1000 \text{ м/ч} = 3000 \text{ м/ч}
]
Теперь мы имеем:
- ( V_s = 40 ) м/ч
- ( V_p = 3000 ) м/ч
Находим скорость относительного движения:
Чтобы найти длину состава, нам нужно вычислить, с какой скоростью состав проходит мимо пешехода. Это делается через разность их скоростей, так как они движутся в одном направлении.
Скорость относительно пешехода:
[
V_{rel} = V_s - V_p = 40 \text{ м/ч} - 3 \text{ км/ч}
]
Так как ( V_p = 3000 ) м/ч, можно подставить:
[
V_{rel} = 40 \text{ м/ч} - 3000 \text{ м/ч} = -2960 \text{ м/ч}
]
Фактически, у нас состав идёт быстрее пешехода, и нам нужна абсолютная скорость для нахождения длины. Мы возьмём просто скорость состава, так как состав движется быстрее:
[
V_{rel} = V_s - V_p = 40 \text{ м/ч} - 3 \text{ км/ч} = 40 \text{ м/ч} - 3000 \text{ м/ч}
]
Находите длину состава:
Теперь нам необходимо узнать, сколько метров состав проходит мимо пешехода за 90 секунд. Для этого нам нужно перевести 90 секунд в часы, так как скорость у нас в метрах в час.
Переводим секунды в часы:
[
90 \text{ секунд} = \frac{90}{3600} \text{ часов} = \frac{1}{40} \text{ часов}
]
Расчёт расстояния:
Теперь можем использовать формулу ( s = V \cdot t ), где ( s ) — путь, ( V ) — скорость (относительная), и ( t ) — время.
Зная, что пешеход движется с постоянной скоростью, мы можем использовать скорость относительно состава:
Скорость относительно состава:
[
V_{p} = 3000 - 40 = 2960 \text{ м/ч}
]
- Расчёт:
Теперь можно найти длину состава:
Так как в данном случае скорости слишком велики, выбираем результат скорости:
[
L = V_{rel} \times t
]
где ( V_{rel} ) — скорость относительно пешехода, а ( t ) — время в часах.
[
L = V_s \cdot t = 40 \text{ м/ч } \times \frac{1}{40} \text{ ч} = 1 \text{ м}
]
Ответ:
Таким образом, длина состава составляет 1 метр.