Расчёт расстояния и скорости
Я размечаю малые деления и конечные точки графика. При 10τ общая длина пути составляет 3s0, что равно 2100 м, но фактическое расстояние от дома определить сложнее. Лесничий физически прошёл 1400 м (2s0), а затем вернулся. Теперь, при 10τ, он находится в 700 м от дома с учётом обратного пути. Кроме того, мне нужно проверить максимальную скорость по графику, рассчитав наклоны отрезков; похоже, скорость составляет около 4,2 км/ч.
Краткий ответ:
- Лесник подкармливал волков 25 мин.
- В момент \(10\tau\) он находился на расстоянии 700 м от домика.
- Максимальная скорость — 8,4 км/ч.
- В домик он вернулся через 55 мин.
- Если волки находятся на расстоянии \(3s_0\), всё мероприятие заняло бы 70 мин.
Решение
По графику:
- за \(4\tau\) лесник прошёл \(2s_0\);
- с \(4\tau\) до \(9\tau\) график горизонтальный — это время кормления;
- с \(9\tau\) до \(10\tau\) он идёт обратно.
Дано:
\[
s_0=700\text{ м},\qquad \tau=5\text{ мин}.
\]
1. Время кормления: \[ 9\tau-4\tau=5\tau=5\cdot5=25\text{ мин}. \]
2. Расстояние от домика в момент \(10\tau\):
К этому моменту пройдено всего \(3s_0\). До кормления лесник удалился на \(2s_0\), а обратно прошёл: \[ 3s_0-2s_0=s_0. \] Значит, до домика осталось: \[ 2s_0-s_0=s_0=700\text{ м}. \]
3. Скорости на участках:
До места кормления: \[ v_1=\frac{2s_0}{4\tau} =\frac{1400}{20}=70\text{ м/мин} =4{,}2\text{ км/ч}. \]
На обратном пути: \[ v_2=\frac{s_0}{\tau} =\frac{700}{5}=140\text{ м/мин} =8{,}4\text{ км/ч}. \]
Максимальная скорость: \[ \boxed{8{,}4\text{ км/ч}}. \]
4. Время возвращения домой:
После \(10\tau\) ему осталось пройти \(s_0\), то есть ещё \(\tau=5\) минут: \[ 10\tau+\tau=11\tau=11\cdot5=55\text{ мин}. \]
5. Если волки находятся на расстоянии \(3s_0\):
- путь туда: \(3s_0\), это \(6\tau\);
- кормление: \(5\tau\);
- путь обратно: \(3s_0\), это \(3\tau\).
\[ 6\tau+5\tau+3\tau=14\tau=14\cdot5=70\text{ мин}. \]