Как можно рассчитать время встречи двух велосипедов, если один из них движется с постоянной скоростью 18 км/ч и поднимается в гору с ускорением 20 см/с^2, а другой движется со скоростью 5,4 км/ч и спускается с горы с ускорением 0,2 м/с^2, при условии, что начальное расстояние между ними составляет 130 м?
Физика 11 класс Кинематика расчет времени встречи велосипеды скорость ускорение расстояние физика 11 класс
Для решения этой задачи нам нужно рассмотреть движение двух велосипедов и определить, когда они встретятся. Давайте разобьем решение на несколько шагов.
Шаг 1: Приведение единиц измерения к одной системеСначала преобразуем скорости в метры в секунду, так как расстояние дано в метрах.
Теперь определим уравнения движения для каждого велосипеда.
Теперь нам нужно найти время t, когда два велосипеда встретятся, то есть когда их позиции равны:
x1(t) = x2(t).
Подставим уравнения:
5t - 0,1t² = 130 + 1,5t + 0,1t².
Шаг 4: Приведение уравнения к стандартному видуПереносим все в одну сторону:
5t - 1,5t - 0,1t² - 0,1t² - 130 = 0.
Упрощаем:
3,5t - 0,2t² - 130 = 0.
Умножим уравнение на -5, чтобы избавиться от дробей:
1t² - 17,5t + 650 = 0.
Шаг 5: Решение квадратного уравненияТеперь мы можем использовать формулу для решения квадратного уравнения:
t = (-b ± √(b² - 4ac)) / 2a, где:
Сначала найдем дискриминант:
D = b² - 4ac = (-17,5)² - 4 * 1 * 650 = 306.25 - 2600 = -2253.75.
Поскольку дискриминант меньше нуля, это означает, что уравнение не имеет действительных корней, и велосипеды не встретятся.
Таким образом, мы пришли к выводу, что при заданных условиях два велосипеда не смогут встретиться.