Ниже даю подробные решения по каждой задаче с данными (Дано), целью (Найти) и пошаговыми объяснениями.
1.1 Поезд прошёл 1/3 пути со скоростью 40 км/ч, а оставшиеся 2/3 пути со скоростью 60 км/ч. Определите среднюю скорость поезда.
Дано:
- Общий путь S (неважно какое конкретное значение, ответ не зависит от S)
- Первый участок: S/3 при скорости 40 км/ч
- Второй участок: 2S/3 при скорости 60 км/ч
Найти:
- Средняя скорость за весь путь v_ср
Решение:
- Время на первый участок: t1 = (S/3) / 40 = S/120 ч
- Время на второй участок: t2 = (2S/3) / 60 = (2S) / 180 = S/90 ч
- Общее время: T = t1 + t2 = S/120 + S/90 = S(1/120 + 1/90) = S(7/360) ч
- Средняя скорость: v_ср = Общий путь / Общее время = S / (S(7/360)) = 360/7 км/ч ≈ 51.43 км/ч
Ответ: 360/7 км/ч ≈ 51.4 км/ч.
1.2 Поезд длиной 240 м, двигаясь равномерно, прошёл мост за 2 мин. Какова скорость поезда на этом участке пути, если длина моста 360 м?
Дано:
- Длина поезда L = 240 м
- Длина моста B = 360 м
- Время прохождения моста t = 2 мин = 120 с
Найти:
- Скорость поезда на этом участке v (м/с и км/ч)
Решение:
- Чтобы поезд полностью прошёл мост, пройденная дистанция равна L + B = 240 + 360 = 600 м
- Скорость v = Дистанция / Время = 600 м / 120 с = 5 м/с
- Преобразование в км/ч: 5 м/с × 3.6 = 18 км/ч
Ответ: 5 м/с (18 км/ч).
1.3 Из двух городов, находящихся на прямой дороге на расстоянии 45 км друг от друга, одновременно выезжают навстречу друг другу две машины, скорости которых 72 и 90 км/ч. Постройте графики зависимости координат машин от времени и определите по этим графикам время и место их встречи.
Дано:
- Расстояние между городами D = 45 км
- Машина A: скорость v1 = 72 км/ч движется из города A к городу B
- Машина B: скорость v2 = 90 км/ч движется из города B к городу A
- Время старта: t = 0
Найти:
- Время встречи t и координату встречи (например, расстояние от города A)
Решение:
- Пусть координаты: город A в x = 0, город B в x = 45 км.
- Машина A движется вправо: x1(t) = 0 + v1 t = 72 t
- Машина B движется влево: x2(t) = 45 - v2 t = 45 - 90 t
- В момент встречи x1(t) = x2(t): 72 t = 45 − 90 t → 162 t = 45 → t = 45/162 = 5/18 ч ≈ 0.2778 ч
- Время встречи: t ≈ 0.2778 ч ≈ 16.7 мин (16 мин 40 сек)
- Координата встречи (расстояние от города A): x = x1(t) = 72 × (5/18) = 20 км
- Проверка: расстояние до города B = 45 − 20 = 25 км; пройденные расстояния: 72 × 5/18 = 20 км и 90 × 5/18 = 25 км; сумма 45 км, тождественно.
Графики:
- Машина A: x1(t) = 72 t (километры, t в часах)
- Машина B: x2(t) = 45 − 90 t
- Оба графика — линейные и пересекаются в точке t = 5/18 ч, x = 20 км.
Ответ:
- Время встречи: примерно 16 минут 40 секунд
- Место встречи: на расстоянии 20 км от города A (и 25 км от города B)
1.4 Один автомобиль, двигаясь равномерно со скоростью 12 м/с в течение 10 с, совершил такое же перемещение, что и другой за 15 с. Какова скорость второго автомобиля?
Дано:
- Скорость первого v1 = 12 м/с
- Время движения первого t1 = 10 с
- Второй автомобиль за 15 с совершил такое же перемещение
Найти:
Решение:
- Перемещение первого: s = v1 t1 = 12 × 10 = 120 м
- Второй прошёл такое же перемещение за t2 = 15 с: v2 = s / t2 = 120 / 15 = 8 м/с
- Преобразование в км/ч: 8 м/с × 3.6 = 28.8 км/ч
Ответ: 8 м/с (28.8 км/ч).