Решаю все задания упражнения 7.
Краткие ответы
- В середине горы стрелка \(\vec v\), у конца спуска — стрелка \(2\vec v\): она в 2 раза длиннее. Обе направлены вдоль движения, то есть по касательной к склону.
- Да, волк может догнать сурка, если бежит с максимальной скоростью: \(45\) км/ч \(=12{,}5\) м/с \(>12\) м/с.
- Например: см/с, мм/с, м/мин, км/с.
- \(72\) км/ч \(=20\) м/с; \(\;18\) км/ч \(=5\) м/с.
- \(15\) м/с \(=54\) км/ч.
- \(v_{\text{ср}}=240\) км/ч \(\approx66{,}7\) м/с.
- \(v_{\text{ср}}\approx54{,}5\) км/ч, точнее \(\frac{600}{11}\approx54{,}5\) км/ч. Не 55 км/ч!
Разбор
Скорость изображают стрелкой: её длина показывает модуль скорости. Если в середине горы скорость \(v\), то в конце \(2v\), значит, вторая стрелка должна быть в 2 раза длиннее первой.
Сравнивать скорости нужно в одинаковых единицах: \[ 45\ \frac{\text{км}}{\text{ч}} =45\cdot\frac{1000}{3600}\ \frac{\text{м}}{\text{с}} =12{,}5\ \frac{\text{м}}{\text{с}}. \] Это больше \(12\) м/с, поэтому волк при максимальной скорости может догонять сурка.
Единица скорости — это любая единица длины, делённая на единицу времени. В параграфе уже есть м/с и км/ч, поэтому можно предложить, например, см/с, м/мин, км/с.
Чтобы перевести км/ч в м/с, делим на \(3{,}6\): \[ 72:3{,}6=20\ \frac{\text{м}}{\text{с}},\qquad 18:3{,}6=5\ \frac{\text{м}}{\text{с}}. \]
Обратный перевод — умножаем на \(3{,}6\): \[ 15\cdot3{,}6=54\ \frac{\text{км}}{\text{ч}}. \]
Переведём время: \[ 10\ \text{мин}=\frac16\ \text{ч}. \] Тогда \[ v_{\text{ср}}=\frac{s}{t} =\frac{40}{1/6}=240\ \frac{\text{км}}{\text{ч}}. \] В СИ: \[ v_{\text{ср}}=\frac{40\,000\ \text{м}}{600\ \text{с}} \approx66{,}7\ \frac{\text{м}}{\text{с}}. \]
Средняя скорость — это весь путь, делённый на всё время, а не среднее арифметическое скоростей. \[ t_1=\frac{30}{60}=0{,}5\ \text{ч},\qquad t_2=\frac{30}{50}=0{,}6\ \text{ч}. \] Общий путь: \[ 30+30=60\ \text{км}. \] Общее время: \[ 0{,}5+0{,}6=1{,}1\ \text{ч}. \] \[ v_{\text{ср}}=\frac{60}{1{,}1}\approx54{,}5\ \frac{\text{км}}{\text{ч}}. \]
Главный принцип: сначала приводи все величины к одним единицам, потом используй \(v=\frac{s}{t}\), а для средней скорости считай \(\frac{\text{весь путь}}{\text{всё время}}\).
