Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание № 425
i

По пря­мым па­рал­лель­ным путям рав­но­мер­но в про­ти­во­по­лож­ных на­прав­ле­ни­ях дви­жут­ся два по­ез­да: по пер­во­му пути  — ско­рый поезд со ско­ро­стью 108 км/ч, по вто­ро­му  — пас­са­жир­ский со ско­ро­стью 68,4 км/ч. По одну сто­ро­ну от путей на рас­сто­я­нии 100 м от пер­во­го пути и 20 м от вто­ро­го рас­тет де­ре­во. Если пре­не­бречь ши­ри­ной пути, то в те­че­ние сколь­ких се­кунд t пас­са­жир­ский поезд, име­ю­щий длину 165 м, будет за­го­ра­жи­вать де­ре­во от пас­са­жи­ра ско­ро­го по­ез­да? В ответ за­пи­ши­те зна­че­ние вы­ра­же­ния 15t.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Рас­смот­рим ма­ши­ни­ста ско­ро­го по­ез­да. Де­ре­во будет скры­то от него все время t от мо­мен­та, когда ма­ши­нист, де­ре­во и на­ча­ло пер­во­го ва­го­на пас­са­жир­ско­го по­ез­да ока­жут­ся на одной пря­мой, и до мо­мен­та, когда ма­ши­нист, де­ре­во и конец по­след­не­го ва­го­на пас­са­жир­ско­го по­ез­да ока­жут­ся на одной пря­мой. В те­че­ние этого же вре­ме­ни де­ре­во будет скры­то от лю­бо­го из пас­са­жи­ров ско­ро­го по­ез­да. Изоб­ра­зим на­чаль­ное и ко­неч­ное по­ло­же­ния на ри­сун­ках; де­ре­во рас­по­ло­же­но ближе ко вто­ро­му пути, по ко­то­ро­му сле­ду­ет пас­са­жир­ский поезд.

Вы­ра­зим ско­ро­сти по­ез­дов в м/с: 108 км/ч  =  30 м/с, 68,4 км/ч  =  19 м/с. Тре­уголь­ни­ки ACE и BCD по­доб­ны с ко­эф­фи­ци­ен­том по­до­бия 100 : 20  =  5. Опре­де­лим длины их сто­рон: AE = 30t, BD = 165 минус 19t. Тогда:

 дробь: чис­ли­тель: 30t, зна­ме­на­тель: 165 минус 19t конец дроби = 5 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 6t, зна­ме­на­тель: 165 минус 19t конец дроби = 1 рав­но­силь­но 6t = 165 минус 19t рав­но­силь­но t = дробь: чис­ли­тель: 165, зна­ме­на­тель: 25 конец дроби рав­но­силь­но t = дробь: чис­ли­тель: 33, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби .

Тогда 15t = 33 умно­жить на 3 = 99.

 

Ответ: 99.

 

При­ве­дем дру­гое ре­ше­ние.

Вы­ра­зим ско­ро­сти по­ез­дов в мет­рах в се­кун­ду: 108 км/ч  =  30 м/с, 68,4 км/ч  =  19 м/с. Пусть вме­сто де­ре­ва стоит фо­нарь, а пас­са­жир­ский поезд, иду­щий по вто­ро­му пути, от­бра­сы­ва­ет на пер­вый путь тень. Пер­вый путь в 5 раз даль­ше от фо­на­ря, чем вто­рой, по­это­му длина тени в 5 раз боль­ше длины са­мо­го по­ез­да, и ско­рость тени в 5 раз боль­ше ско­ро­сти по­ез­да. Итак, тень дли­ной 5 · 165  =  825 (м) дви­жет­ся по пер­во­му пути со ско­ро­стью 5 · 19  =  95 (м/с). Ско­рый поезд сбли­жа­ет­ся с этой тенью со ско­ро­стью 125 м/с. По­это­му он прой­дет мимо тени за 825 : 125  =  6,6 (с). Ис­ко­мая ве­ли­чи­на в 15 раз боль­ше, она равна 99.

 

Усо­вер­шен­ству­ем вто­рое ре­ше­ние.

Вы­ра­зим ско­ро­сти по­ез­дов в мет­рах в се­кун­ду: 108 км/ч  =  30 м/с, 68,4 км/ч  =  19 м/с. Спро­ек­ти­ру­ем дви­же­ние ско­ро­го по­ез­да на вто­рой путь, по ко­то­ро­му дви­жет­ся пас­са­жир­ский поезд. Пер­вый путь в 5 раз даль­ше от фо­на­ря, чем вто­рой, по­это­му про­ек­ция будет дви­гать­ся в 5 раз мед­лен­нее, то есть со ско­ро­стью 6 м/с. Пас­са­жир­ский поезд сбли­жа­ет­ся с про­ек­ци­ей со ско­ро­стью 25 м/с, по­это­му он прой­дет мимо тени за 165 : 25  =  6,6 (с). Ис­ко­мая ве­ли­чи­на в 15 раз боль­ше, она равна 99.

Сложность: IV