Решим задачу шаг за шагом.
Часть (a)
Запишем известные данные:
- Расстояние между пунктами A и B: ( S = 520 ) км
- Время до встречи: ( t = 4 ) часа
- Скорость грузовика: ( v_g ) км/ч
- Скорость автобуса: ( v_a = v_g + 10 ) км/ч
Когда грузовик и автобус встречаются, они прошли общее расстояние в 520 км. Таким образом, можно записать уравнение для расстояния:
[
S = v_g \cdot t + v_a \cdot t
]
Подставим выражение для скорости автобуса:
[
520 = v_g \cdot 4 + (v_g + 10) \cdot 4
]
Упростим уравнение:
[
520 = 4v_g + 4v_g + 40
]
[
520 = 8v_g + 40
]
Теперь вычтем 40 из обеих сторон:
[
480 = 8v_g
]
Делим обе стороны на 8:
[
v_g = 60 \text{ км/ч}
]
Теперь найдем скорость автобуса:
[
v_a = v_g + 10 = 60 + 10 = 70 \text{ км/ч}
]
Таким образом, скорости грузовика и автобуса составляют 60 км/ч и 70 км/ч соответственно.
Часть (b)
Теперь рассмотрим, что произошло после их встречи.
- Грузовик продолжает следовать в пункт B со скоростью 60 км/ч.
- Автобус останавливается на 30 минут (0.5 часа), затем разворачивается и начинает движение обратно в пункт A.
Для начала найдем, сколько расстояния проедет грузовик за то время, пока автобус возвращается:
Грузовик ехал еще ( t_g = 4 + 0.5 ) часов, пока автобус не начинает движение обратно.
Теперь рассчитаем расстояние, которое проехал грузовик за это время:
[
S_g = v_g \cdot (t_g) = 60 \cdot (4 + 0.5) = 60 \cdot 4.5 = 270 \text{ км}
]
Таким образом, грузовик проезжает 270 км от точки A к B. После встречи у нас остается:
[
D_g = 520 - 270 = 250 \text{ км}
]
Теперь автобус начинает движение обратно. Его скорость — 70 км/ч. Грузовик уже на расстоянии 250 км от точки A. Найдем, сколько времени потребуется автобусу для того, чтобы догнать грузовик.
В то время как автобус движется к грузовику, грузовик также движется дальше. Обозначим ( t ) — время в часах, которое потребуется автобусу для того, чтобы догнать грузовик.
После 30 минут автобус начинает движение:
Когда автобус проезжает расстояние ( S_a ):
[
S_a = v_a \cdot t = 70t
]
А грузовик:
[
S_g' = v_g \cdot t = 60t
]
Разность между расстояниями, как We уже знаем, составляет 250 км:
[
70t = 60t + 250
]
[
70t - 60t = 250
]
[
10t = 250
]
[
t = 25 \text{ часов}
]
Теперь найдем расстояние, на котором автобус догонит грузовик. Автобус проедет:
[
S_a = 70t = 70 \cdot 25 = 1750 \text{ км}
]
В этом случае расстояние, на котором автобус догонит грузовик от точки A, составляет:
[
D_{догон} = S_a + D_g = 0 + 70 \cdot 0.5 = 35 \text{ км}
]
Таким образом, автобус догонит грузовик на расстоянии 250 км от точки A.