Машинист товарного поезда, движущегося со скоростью 30 м/с, увидел впереди другой товарный поезд, идущий в том же направлении на расстоянии 180 м с постоянной скоростью 9 м/с. Машинист сразу же нажал на тормоз, после чего его поезд стал двигаться с ускорением, модуль которого 1,2 м/с². Возможно ли в таком случае столкновение поездов?
Ответы на вопрос
Ответ: да, столкновение поездов возможно. Несмотря на то что машинист сразу начал торможение, его поезд не успеет снизить скорость до скорости впереди идущего поезда до момента столкновения.
Разберём задачу подробно.
Дано:
Начальная скорость первого поезда: м/с.
Скорость второго поезда: м/с.
Начальное расстояние между поездами: м.
Ускорение первого поезда при торможении: м/с².
Найти: произойдёт ли столкновение поездов?
Решение
Первый поезд движется быстрее второго, поэтому расстояние между ними первоначально сокращается.
Начальная относительная скорость поездов равна:
После начала торможения скорость первого поезда уменьшается с ускорением м/с².
1. Определим время, через которое скорости поездов сравняются.
Используем формулу:
Подставим значения:
Отсюда:
Таким образом, через 17,5 секунды скорость первого поезда уменьшится до 9 м/с.
2. Найдём путь, пройденный первым поездом за это время.
При равноускоренном движении:
Подставим известные величины:
3. Определим путь, пройденный вторым поездом за то же время.
Второй поезд движется равномерно, следовательно:
4. Сравним пройденные пути.
За 17,5 секунды первый поезд приблизился бы ко второму на расстояние:
Однако первоначально расстояние между ними составляло только 180 м.
Получается:
Следовательно, столкновение произойдёт ещё до того, как скорости поездов сравняются.
5. Определим момент столкновения
Для этого запишем уравнения движения обоих поездов.
Координата первого поезда:
Координата второго поезда:
В момент столкновения координаты поездов совпадают:
Перенесём все слагаемые в одну сторону:
Разделим уравнение на :
Похожие вопросы
Топ вопросов за вчера в категории Физика
Последние заданные вопросы в категории Физика
-
Математика
-
Литература
-
Алгебра
-
Русский язык
-
Геометрия
-
Английский язык
-
Химия
-
Физика
-
Биология
-
Другие предметы
-
История
-
Обществознание
-
Окружающий мир
-
География
-
Українська мова
-
Информатика
-
Українська література
-
Қазақ тiлi
-
Экономика
-
Музыка
-
Право
-
Беларуская мова
-
Французский язык
-
Немецкий язык
-
МХК
-
ОБЖ
-
Психология
-
Физкультура и спорт
-
Астрономия
-
Кыргыз тили
-
Оʻzbek tili

