За який період часу зустрінуться два велосипедисти, які їдуть один назустріч одному? Перший велосипедист має початкову швидкість 9 км/год і спускається з гори з прискоренням 0,4 м/с², тоді як другий велосипедист піднімається вгору з початковою швидкістю 18 км/год з прискоренням 0,2 м/с². Яка початкова відстань між ними?
Sofiya
Для того чтобы решить эту задачу, мы должны определить, когда два велосипедиста встретятся. Давайте пошагово решим эту задачу:
1. Первым делом, найдем время, через которое первый велосипедист остановится. Для этого воспользуемся формулой поступательного движения: \(v = u + at\), где \(v\) - конечная скорость, \(u\) - начальная скорость, \(a\) - ускорение, \(t\) - время.
Начальная скорость первого велосипедиста \(u_1 = 9\) км/ч = \(\frac{9 \cdot 1000}{3600}\) м/с = 2.5 м/с.
Ускорение первого велосипедиста \(a_1 = 0.4\) м/с².
Конечная скорость первого велосипедиста \(v_1 = 0\) м/с, так как он остановится.
Подставляем все известные значения в формулу и решаем уравнение относительно времени \(t_1\):
\[0 = 2.5 + 0.4t_1 \Rightarrow 2.5 = 0.4t_1 \Rightarrow t_1 = \frac{2.5}{0.4} \approx 6.25 \text{ сек}\]
2. Затем, найдем время, через которое второй велосипедист начнет двигаться назад. Для этого также используем формулу поступательного движения: \(v = u + at\).
Начальная скорость второго велосипедиста \(u_2 = 18\) км/ч = \(\frac{18 \cdot 1000}{3600}\) м/с = 5 м/с.
Ускорение второго велосипедиста \(a_2 = -0.2\) м/с², так как он движется назад.
Конечная скорость второго велосипедиста \(v_2 = 0\) м/с, так как он остановится.
Подставляем все известные значения в формулу и решаем уравнение относительно времени \(t_2\):
\[0 = 5 - 0.2t_2 \Rightarrow 5 = 0.2t_2 \Rightarrow t_2 = \frac{5}{0.2} = 25 \text{ сек}\]
3. Теперь определим начальное расстояние между велосипедистами \(s\).
Найдем путь первого велосипедиста за время до его остановки:
\[s_1 = u_1t_1 + \frac{1}{2}a_1t_1^2 = 2.5 \cdot 6.25 + \frac{1}{2} \cdot 0.4 \cdot 6.25^2 \approx 15.625 \text{ м}\]
Найдем путь второго велосипедиста за время до его старта назад:
\[s_2 = u_2t_2 + \frac{1}{2}a_2t_2^2 = 5 \cdot 25 + \frac{1}{2} \cdot -0.2 \cdot 25^2 \approx 62.5 \text{ м}\]
Таким образом, начальное расстояние между велосипедистами будет равно разности путей:
\[s = s_1 - s_2 = 15.625 - 62.5 \approx -46.875 \text{ м}\]
Заметим, что полученное значение отрицательное, что означает, что велосипедисты сразу находятся друг против друга, так как первый велосипедист стартует с более низкой скоростью и его остановка происходит раньше, чем второй велосипедист начинает двигаться назад.
Таким образом, начальное расстояние между велосипедистами равно примерно -46.875 м.
1. Первым делом, найдем время, через которое первый велосипедист остановится. Для этого воспользуемся формулой поступательного движения: \(v = u + at\), где \(v\) - конечная скорость, \(u\) - начальная скорость, \(a\) - ускорение, \(t\) - время.
Начальная скорость первого велосипедиста \(u_1 = 9\) км/ч = \(\frac{9 \cdot 1000}{3600}\) м/с = 2.5 м/с.
Ускорение первого велосипедиста \(a_1 = 0.4\) м/с².
Конечная скорость первого велосипедиста \(v_1 = 0\) м/с, так как он остановится.
Подставляем все известные значения в формулу и решаем уравнение относительно времени \(t_1\):
\[0 = 2.5 + 0.4t_1 \Rightarrow 2.5 = 0.4t_1 \Rightarrow t_1 = \frac{2.5}{0.4} \approx 6.25 \text{ сек}\]
2. Затем, найдем время, через которое второй велосипедист начнет двигаться назад. Для этого также используем формулу поступательного движения: \(v = u + at\).
Начальная скорость второго велосипедиста \(u_2 = 18\) км/ч = \(\frac{18 \cdot 1000}{3600}\) м/с = 5 м/с.
Ускорение второго велосипедиста \(a_2 = -0.2\) м/с², так как он движется назад.
Конечная скорость второго велосипедиста \(v_2 = 0\) м/с, так как он остановится.
Подставляем все известные значения в формулу и решаем уравнение относительно времени \(t_2\):
\[0 = 5 - 0.2t_2 \Rightarrow 5 = 0.2t_2 \Rightarrow t_2 = \frac{5}{0.2} = 25 \text{ сек}\]
3. Теперь определим начальное расстояние между велосипедистами \(s\).
Найдем путь первого велосипедиста за время до его остановки:
\[s_1 = u_1t_1 + \frac{1}{2}a_1t_1^2 = 2.5 \cdot 6.25 + \frac{1}{2} \cdot 0.4 \cdot 6.25^2 \approx 15.625 \text{ м}\]
Найдем путь второго велосипедиста за время до его старта назад:
\[s_2 = u_2t_2 + \frac{1}{2}a_2t_2^2 = 5 \cdot 25 + \frac{1}{2} \cdot -0.2 \cdot 25^2 \approx 62.5 \text{ м}\]
Таким образом, начальное расстояние между велосипедистами будет равно разности путей:
\[s = s_1 - s_2 = 15.625 - 62.5 \approx -46.875 \text{ м}\]
Заметим, что полученное значение отрицательное, что означает, что велосипедисты сразу находятся друг против друга, так как первый велосипедист стартует с более низкой скоростью и его остановка происходит раньше, чем второй велосипедист начинает двигаться назад.
Таким образом, начальное расстояние между велосипедистами равно примерно -46.875 м.
Знаешь ответ?