Задача разбирается так, как обычно решают задачи на сцепку двух поездов.
Данные и обозначения
- Скорость товарного поезда: v_f = 18 км/ч = 5 м/с.
- Скорость пассажирского поезда: v_p (нужно задать; в м/с v_p_ms = v_p/3.6).
- Длины поездов: L_p — длина пассажирского поезда, L_f — длина товарного поезда.
- Время встречи в противоположном направлении: t_head_on = 14 с.
- Примем, что платформа имеет длину P, и по условию L_p = P (длина пассажирского поезда равна длине платформы).
- Решение в случае движения навстречу (head-on) На встрече расстояние, которое проходят относительно друг друга за время t_head_on, равно сумме длин поездов: L_p + L_f = (v_p_ms + v_f) · t_head_on, где v_p_ms = v_p/3.6 м/с, v_f = 5 м/с, t_head_on = 14 с.
Итак: L_p + L_f = (v_p/3.6 + 5) · 14. (1)
- Нужная величина: длина грузового поезда L_f Из (1) выражаем L_f через L_p: L_f = (v_p/3.6 + 5) · 14 − L_p. (2)
Без known L_p и v_p мы не можем получить конкретное числовое значение L_f. Вторая часть условия не требует L_p, но для числового L_f нужен хотя бы одно из этих чисел (скорость пассажирского поезда v_p или длину платформы/пассажирского поезда L_p).
- Время, которое потребовалось бы пассажирскому поезду, чтобы обогнать грузовой поезд в том же направлении Когда поезда движутся в одном направлении, время прохождения полного «обгона» равно: t_same = (L_p + L_f) / (v_p_ms − v_f) = D / (v_p_ms − v_f), где D = L_p + L_f — общее расстояние, которое нужно пройти relative к грузовому поезду. Подставив (1): t_same = [(v_p_ms + v_f) · 14] / (v_p_ms − v_f). (3)
В выражении (3) время зависит только от скорости пассажирского поезда v_p (через v_p_ms) и скорости грузового v_f; длины поездов cancels и не влияют на итог в этом случае.
- Пример числового решения (для иллюстрации) Допустим, возьмём примерную скорость пассажирского поезда v_p = 90 км/ч.
- v_p_ms = 90 / 3.6 = 25 м/с, v_f = 5 м/с.
- D = (v_p_ms + v_f) · 14 = (25 + 5) · 14 = 30 · 14 = 420 м.
- Время обгона в том же направлении: t_same = D / (v_p_ms − v_f) = 420 / (25 − 5) = 420 / 20 = 21 секунд.
- Длину freight-поезда можно получить, если задать длину пассажирского поезда L_p. Например, пусть L_p = 200 м: L_f = D − L_p = 420 − 200 = 220 м. Тогда проверка по (1): L_p + L_f = 200 + 220 = 420 м, что равно D.
- Что нужно для точного числа Чтобы дать точные цифры по вашим условиям, уточните одно из следующего:
- скорость пассажирского поезда v_p (в км/ч), или
- длину платформы/пассажирского поезда L_p (м).
После этого я дам:
- точную длину товарного поезда L_f (в метрах),
- точное время t_same (в секундах) для случая движения в одном направлении, и покажу все вычисления цифрами.