диплом / Задачі_фізичного_змісту_при_вивченні_математики_в_загальноосвітній_школі
.pdf2)Якщо30 ≤ υ 40, то нерівність |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
- |
1 |
|
|
+ |
|
|
|
|
15 |
|
- |
3 |
|
+ |
|
20 |
- |
2 |
|
|
|
+ |
26 |
|
£ |
517 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
υ |
5 |
|
υ |
|
8 |
|
υ |
3 |
|
|
|
|
|
|
υ |
600 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
рівносильна нерівності: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
1 |
|
|
|
15 |
|
|
3 |
|
|
20 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
26 |
|
|
|
517 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
- |
|
|
+ |
|
|
+ |
|
|
|
|
£ |
|
|
, |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
υ |
5 |
|
|
|
|
υ |
8 |
υ |
3 |
υ |
|
600 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
звідки υ ³ |
18600 |
. Оскільки |
18600 |
> 40, |
|
|
|
то немає значень υ із |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
462 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
462 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
проміжку 30 £υ 40, які задовольняли б нерівність. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3)Якщо40 £ υ 50, то нерівність |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
- |
1 |
|
|
+ |
|
|
|
|
15 |
|
- |
3 |
|
+ |
|
20 |
- |
2 |
|
|
|
+ |
26 |
|
£ |
517 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
υ |
5 |
|
|
|
|
|
|
υ |
|
8 |
|
|
|
υ |
3 |
|
|
|
|
|
|
υ |
600 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
рівносильна нерівності: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
1 |
|
|
|
15 |
|
|
|
3 |
|
|
20 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
26 |
|
|
|
517 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
- |
|
|
+ |
|
|
+ |
|
|
|
|
£ |
|
|
, |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
υ |
5 |
|
|
|
υ |
8 |
υ |
3 |
|
υ |
|
600 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
звідки |
|
υ ³ 50. |
Тобто, |
|
немає |
значень |
|
|
|
υ |
|
|
із проміжку |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
40 £ υ 50, 40 £ υ 50, які задовольняли б нерівність. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4)Якщо υ ³ 50, то нерівність |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
- |
1 |
|
|
+ |
|
|
|
|
15 |
|
- |
3 |
|
+ |
|
20 |
- |
2 |
|
|
|
+ |
26 |
|
£ |
517 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
υ |
5 |
|
|
|
|
|
|
υ |
|
8 |
|
|
|
υ |
3 |
|
|
|
|
|
|
υ |
600 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
рівносильна нерівності: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
1 |
|
15 |
|
3 |
|
|
20 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
26 |
|
|
|
|
517 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
+ |
|
|
- |
|
|
|
+ |
|
|
- |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
+ |
|
|
£ |
|
, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
υ |
5 |
υ |
|
8 |
|
|
υ |
3 |
|
υ |
600 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
звідки υ £ 50. |
|
Отже, |
|
є єдине значення υ = 50, |
яке задовольняє |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
10 |
1 |
|
|
|
|
15 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
2 |
|
|
|
26 |
|
|
|
517 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
нерівність: |
|
|
- |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
+ |
|
|
|
|
£ |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
υ |
5 |
|
|
|
|
υ |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
υ |
|
3 |
|
|
|
υ |
600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Другий спосіб розв’язання нерівності.
Оскільки для довільного дійсного числа а справедлива
нерівністьа £ |
|
а |
|
, то якщо υ задовольняє нерівність |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
10 |
|
|
1 |
|
|
15 |
3 |
|
|
|
20 |
|
|
2 |
|
|
|
26 |
517 |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
- |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
+ |
|
|
£ |
|
|
, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
υ |
5 |
υ |
8 |
υ |
3 |
υ |
600 |
||||||||||||||||||||||||||||||
то υ задовольняє й нерівність: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
10 |
|
1 |
|
3 |
15 |
|
|
2 |
|
20 |
|
|
|
|
26 |
|
517 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
+ |
|
|
- |
|
|
+ |
|
- |
|
|
|
+ |
|
£ |
|
, |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
υ |
5 |
8 |
υ |
3 |
υ |
|
υ |
600 |
|
71
звідки υ ³ 50. Оскільки − а ≤ а, то υ задовольняє також і нерівність:
− |
10 |
+ |
1 |
+ |
3 |
|
− |
15 |
+ |
2 |
− |
20 |
+ |
26 |
≤ |
517 |
, |
υ |
|
|
υ |
|
υ |
υ |
|
||||||||||
|
5 |
8 |
|
3 |
|
|
600 |
|
звідки υ £ 50. Із нерівностей: υ ³ 50 і υ £ 50 випливає, що
υ = 50.
Відповідь :автобус має рухатися з постійною швидкістю 50 км .
год
Задача 53.
Із пункту А в пункт В виїхав велосипедист. В той момент, коли
він проїхав 1 шляху між А і В, із В в А виїхав мотоцикліст, який
4
прибув в А, не затримуючись, повернув назад і одночасно з велосипедистом прибув в В. Час руху мотоцикліста до першої зустрічі з велосипедистом рівний часу руху мотоцикліста із А в В. Вважаючи швидкості мотоцикліста при русі із А в В і із В в А різними, знайдіть, в скільки разів швидкість мотоцикліста при русі із А в В більша швидкості велосипедиста.
Розв’язання:
Позначимо через S км відстань між пунктами А і В, через U км год
швидкість мотоцикліста на шляху із В в А, через υ км швидкість
год
велосипедиста, через х шукане відношення швидкості мотоцикліста на шляху із А в В до швидкості велосипедиста. Тоді швидкість
мотоцикліста на шляху із А в В рівна хυ км .
год
На рух із пункту А в пункт В мотоцикліст витратив |
S |
годин. За |
xυ |
умовою задачі такий же час пройшов між моментом виїзду мотоцикліста із пункту В і моментом першої зустрічі з
велосипедистом. За |
цей |
час |
велосипедист проїхав |
|
S |
υ км, |
а |
|||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xυ |
|
||||
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
мотоцикліст |
|
U км. Оскільки |
в момент виїзду |
мотоцикліста |
із |
|||||||||
xυ |
||||||||||||||
пункту В відстань |
між |
ним |
і |
велосипедистом |
рівна |
|
3 |
S км, |
то |
|||||
4 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
72
справедлива рівність: |
S |
υ + |
|
S |
U = |
3 |
S, |
чи, |
|
|
оскільки |
|||||||||||||||||||
xυ |
|
xυ |
4 |
|||||||||||||||||||||||||||
рівність: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
+ |
U |
= |
|
3 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
x |
υx |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
+ |
S |
|
|
|
|
|||||
Мотоцикліст знаходився в дорозі |
|
|
|
|
|
|
годин. |
За |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
xυ |
|
|
|||||||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
3 |
|
|
|
||||||||
велосипедист проїхав |
|
S |
км. Тому |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
υ = |
|
|
|
S чи |
|
||||||||||||
4 |
|
|
xυ |
4 |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
υ + |
1 |
= |
3 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
x |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Із цього рівняння отримуємо:
υ 0, S 0,
цей час
|
|
|
|
|
U |
|
|
= |
|
|
4x |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
υ |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3x − 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Підставляючи |
4х |
замість |
U |
|
в рівняння |
1 |
+ |
U |
= |
3 |
, маємо |
|||||||||||||
|
|
υ |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
3х − 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x υx 4 |
|||||||||||
рівняння: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
+ |
|
|
4 |
|
|
= |
3 |
. |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
3x − |
4 |
4 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Це рівняння має корені x = 4 і x |
|
= |
4 |
|
. Із умови задачі зрозуміло, |
|||||||||||||||||||
2 |
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
що швидкість мотоцикліст на шляху із А в В більша швидкості велосипедиста, тобто, х 1. Значить, х = 4.
Відповідь: швидкість мотоцикліста при русі із А в В в 4 рази більша швидкості велосипедиста.
Задача 54.
Пішохід, велосипедист і мотоцикліст рухаються по шосе в одну сторону з постійними швидкостями. В той момент, коли пішохід і велосипедист знаходились в одній точці, мотоцикліст був на відстані 6 км позаду них. В той момент, коли мотоцикліст наздогнав велосипедиста, пішохід відставав від них на 3 км. На скільки кілометрів велосипедист обігнав пішохода в той момент, коли пішохода наздогнав мотоцикліст?
73
|
|
|
Розв’язання: |
|
|
|
|||
Перше розв’язання. |
|
|
|
|
|
|
|
||
Позначимо через υ |
|
км |
швидкість мотоцикліста, через υ |
|
км |
|
|||
м |
год |
в |
год |
||||||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
швидкість велосипедиста, |
через υ |
км |
— швидкість пішохода. Нехай |
||||||
|
пгод
змоменту зустрічі пішохода і велосипедиста до зустрічі мотоцикліста
і пішохода пройшло t1 години, а з моменту зустрічі пішохода і
велосипедиста до |
зустрічі мотоцикліста і велосипедиста пройшло |
t2 години. За час |
t1 мотоцикліст проїхав υмt1км, а пішохід пройшов |
υпt1км. Із умови задачі маємо рівняння:
υмt1 −υпt1 = 6.
Змоменту зустрічі мотоцикліста і пішохода до зустрічі
мотоцикліста і велосипедиста пройшло (t2 − t1 ) години. За цей час мотоцикліст проїхав υм (t2 − t1 )км, а пішохід пройшов υп (t2 − t1 )км, і
оскільки як пішохід відстав на 3 км, то маємо ще одне рівняння:
υм (t2 − t1 ) −υп (t2 − t1 ) = 3.
Із умови, що велосипедист обігнав пішохода на 3 км, отримаємо рівняння:
υвt2 −υпt2 = 3.
Тому отримали систему рівнянь: |
|
|
|
||||
υмt1 −υпt1 |
= 6, |
(t |
|
− t ) = 3, |
|||
υ |
(t |
2 |
− t )−υ |
2 |
|||
м |
|
1 |
п |
|
1 |
||
υвt2 −υпt2 |
= 3. |
|
|
Потрібно знайти, на скільки кілометрів велосипедист обігнав пішохода в той момент, коли пішохода наздогнав мотоцикліст.
Оскільки як це відбулося через t1 |
годин, то за цей час велосипедист |
|||||||||||||||||
проїхав υвt1км, а пішохід пройшов υпt1км. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Тобто, шукана відстань х |
рівна (υвt1 −υпt1 )км. |
Із |
першого |
|||||||||||||||
рівняння |
системи: |
|
(υм −υп )t1 = 6, |
із |
другого |
рівняння |
системи: |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t1 |
|
|
3 |
|
|
|
||
(υм −υп )(t2 |
− t1 ) = 3, звідки |
|
|
|
|
|
= |
2, |
тобто, t2 = |
|
|
t1 . Із |
останнього |
|||||
|
t |
2 |
− t |
2 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
рівняння системи: υ |
|
−υ |
|
= |
3 |
|
|
, тому |
|
|
|
|
|
|
||||
в |
п |
t2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
74
|
|
|
|
|
|
x =υвt1 -υпt1 |
= (υв |
-υп )t1 |
= |
3 |
×t1 = 2(км). |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Друге розв’язання. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Позначимо через υ |
|
км |
|
швидкість мотоцикліста, через υ |
|
км |
|
||||||||||||||||||||
м |
год |
в |
год |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
швидкість велосипедиста, через υ |
|
км |
швидкість пішохода. |
Час, за |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
год |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|||
який велосипедист обігнав пішохода на 3км, рівний |
. Із умови |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
υв -υп |
||||||||||||||||||||||||||||
задачі |
|
випливає, |
що |
|
цей |
же |
час |
рівний |
9 |
|
, |
звідки |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
υм -υп |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
3 |
= |
|
|
9 |
, чи |
υв -υп |
= |
1 |
. Мотоцикліст наздогнав пішохода за |
||||||||||||||||||
υв -υп |
υм |
-υп |
υм -υп |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6
час υм -υп . Тобто, за цей час велосипедист обігнав пішохода на:
6 |
(υв |
-υп |
) = 6 × |
1 |
= 2(км). |
υм -υп |
|
||||
|
|
3 |
Відповідь: велосипедист обігнав пішохода в той момент, коли пішохода наздогнав мотоцикліст, на 2 км.
Задача 55.
Із пункту А в пункт В вийшов пішохід, і одночасно із пункту В в пункт А виїхав мотоцикліст. Зустрівши в дорозі пішохода, мотоцикліст одразу ж розвернувся, довіз пішохода до пункту В, а потім одразу ж знову поїхав в пункт А, куди дістався без перешкод. В результаті цього мотоцикліст затратив на дорогу до пункту А в два з половиною рази більше часу, ніж якби він їхав із пункту В в пункт А, не підвозячи пішохода. В скільки разів повільніше пішохід дістався б до пункту В, якби весь шлях від А до В він пройшов пішки?
|
|
|
Розв’язання: |
||||
Позначимо через υ |
|
км |
і υ |
|
|
км |
відповідно швидкості пішохода |
п |
|
м |
|
||||
|
год |
|
|
год |
|||
|
|
|
|
|
|||
і мотоцикліста, а через t |
годин — |
|
час, через який вони зустрілись. |
За час t пішохід пройшов υп ×t км, а мотоцикліст проїхав υмt км. Якби мотоцикліст не підвозив пішохода, то на шлях від В до А він
75
витратив |
би |
|
υп ×t +υм ×t годин. |
|
|
Оскільки |
мотоцикліст |
|
|
підвозив |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
υм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
υп |
×t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
пішохода, то він прибув в пункт А через |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
3t + |
|
υ |
годин. Із умови |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
задачі відомо, |
|
що на це він затратив в |
|
|
|
5 |
|
|
разу більше часу, |
ніж у |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
випадку, коли б він не підвозив пішохода, тому: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3t + |
υп ×t |
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
υ |
= |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
υпt +υмt |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
υм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Якби весь шлях від А до В пішохід пройшов пішки, |
|
|
то він |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
υмt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
годин, а в дійсності він затратив на |
|||||||||||||||||||||||||||||
затратив би на весь шлях t + |
υп |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
весь шлях |
2t |
годин. В задачі потрібно знайти, |
в скільки разів час |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t + υмt |
|
|
υмt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
υп |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
потрібно знайти величину |
|
|
, |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
t + |
υп |
більший часу 2t , тобто, |
|
|
2t |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
1 + υм |
|
|
3t + υп ×t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3υм +υп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
υп |
|
|
|
|
|
υ |
м |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
||||||
чи |
величину |
|
|
. |
Із |
|
|
= |
|
|
|
маємо: |
|
|
|
|
= |
|
|
, |
|
|
|
звідки |
||||||||||||||||
2 |
υпt +υмt |
|
2 |
|
|
|
υп +υм |
2 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
υм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6υм + 2υп |
= 5υп + 5υм |
чи υм = 3υп , тобто, |
υ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
υ |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
м |
|
: 2 = 2, |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
υп |
= 3. Отже, 1 |
|
υп |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тобто, якби мотоцикліст не підвозив пішохода, то пішохід дістався б до А в два рази повільніше.
Відповідь: пішохід дістався б до пункту В в 2 рази повільніше, якби весь шлях від А до В він пройшов пішки.
Задача 56.
Два тіла рухаються рівномірно назустріч одне одному і відстань між ними зменшується на S1 = 16м за кожні t1 = 10c. Якщо ці тіла з такими самими швидкостями рухатимуться в одному напрямі, то відстань між ними збільшуватиметься на S2 = 3м за кожні t2 = 5c. З якою швидкістю рухається кожне з цих тіл?
76
Розв’язання:
Систему координат зв’яжемо з першим тілом і вісь OS спрямуємо в напрямі швидкості υ1 першого тіла. У цій системі відліку перше тіло перебуває в спокої, а друге рухається відносно
першого з швидкістю υ1 +υ2 |
у першому випадку і з швидкістю υ1 -υ2 |
|||||||||||||||||||||||
в |
другому. Тоді |
S1 = (υ1 +υ2 )×t1 |
|
і |
S2 = (υ1 -υ2 )t2 , або υ1 + υ2 |
= |
S1 |
і |
||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t1 |
|
υ −υ |
|
= |
S2 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1 |
|
|
t2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Додаючи і віднімаючи праві частини останніх рівнянь, |
|||||||||||||||||||||||
дістанемо 2υ = |
S1 |
+ |
S2 |
і 2υ |
|
= |
S1 |
|
− |
S2 |
|
, звідки |
|
|
|
|||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
1 |
t1 |
|
t2 |
|
t1 |
|
|
t2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
υ1 = 1,1 |
м |
і υ2 = 0,5 |
м |
. |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
с |
|
|
|
Відповідь: перше тіло рухається зі швидкістю 1,1 м , друге тіло
с
рухається зі швидкістю 0,5 м.
с
Задача 57.
Автомобілі А і В з однаковою
швидкістю υ = υ |
|
= 20 |
м |
рухаються |
2 |
|
|||
1 |
|
с |
|
|
|
|
|
|
по двох шосе, які перетинаються в точці О під кутом α = 60°. Визначити мінімальну відстань між автомобілями, якщо в певний момент
вони знаходилися |
на |
відстанях |
d1 = 30км і d2 = 60км |
від |
перехрестя |
доріг.
Розв’язання:
Задачі такого типу зручно розв’язувати в системі відліку, зв’язаній з одним із рухомих тіл. Припустимо, що систему відліку ми зв’язали з автомобілем В, тобто в цій системі автомобіль В нерухомий, а автомобіль А рухається відносно В. Знайдемо відносну швидкість автомобіля А. Для цього з кінця вектора швидкості υ1
відкладемо вектор −υ2 , тоді відносна швидкість автомобіля А буде
77
υв = υ1 − υ2 . Отже, спостерігач, який сидить в автомобілі В, вважає,
що автомобіль А рухається по лінії АС. Щоб знайти мінімальну відстань між автомобілями, опустимо з точки В на продовження лінії АС перпендикуляр BD, який і буде мінімальною відстанню
BD = (OB − OA)sin 60° = (d2 − d1 )sin 60° ≈ 25,6(км).
Відповідь: мінімальна відстань між автомобілями рівна
≈ 25,6км.
Задача 58.
Два автобуси одночасно виїхали з пункту А в пункт В. Один з них першу половину шляху їхав зі сталою швидкістю υ1 , а решту шляху — зі швидкістю υ2 . Другий автобус їхав зі швидкістю υ1 половину всього часу свого руху від А до В, а решту часу — зі швидкістю υ2 . Визначити середню швидкість руху кожного автобуса,
якщо υ = 30 |
км |
і υ |
|
= 50 |
км |
. |
|
|
|
2 |
|
|
|
||||
1 |
год |
|
|
год |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Розв’язання: |
|
|
Досить часто при розв’язуванні цієї задачі учні помилково |
||||||||
вважають, що середня швидкість обох автобусів буде υ |
с |
= υ1 + υ2 . |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Проте так можна визначити середню швидкість тільки тоді, коли автобус рухається однакові проміжки часу з кожною із швидкостей, тобто середню швидкість другого автобуса. Середнє значення швидкості визначається у відношенні до часу, а не у відношенні до пройденого шляху.
Тому:
υ |
|
= υ1t1 + υ2t2 |
|
= |
S1 + S2 |
, |
|
|
|
||||||
с |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
t1 |
+ t2 |
|
|
|
t1 + t2 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
або |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
υ |
|
= |
S |
, |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
де S — повна відстань, а t — |
час, за який цю відстань проходить |
||||||||||||||
автобус. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для першого автобуса: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S = 0,5S + 0,5S і t = t |
|
+ t = |
0,5S |
+ |
0,5S |
. |
|||||||||
|
υ1 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
υ2 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тоді
78
|
υ |
|
= |
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
2υ1υ2 |
= 37,5 |
|
км |
. |
|||
|
с1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
υ1 + υ |
|
|
|
|
год |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
0,5S |
υ1 |
υ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
υ |
|
= |
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
2υ1υ2 |
≈ 37,5 |
км |
. |
|||||||
c1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
υ1 + υ2 |
|
|
год |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
υ + |
υ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
0,5S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для другого автобуса: |
і S = 0,5υ1t + 0,5υ2t = 0,5t(υ1 |
+ υ2 ). |
||||||||||||||
t = 0,5t + 0,5t |
||||||||||||||||
тоді |
|
|
0,5(υ1 + υ2 )t |
= υ1 |
+ υ2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
υ |
|
= |
= 40 |
км |
. |
|
|
|
||||||||
c 2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
t |
|
|
год |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Відповідь: середня швидкість першого автобуса рівна 37,5 |
км |
, |
||||||||||||||
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
год |
|
середня швидкість другого автобуса рівна 40 |
км |
. |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
Задача 59. |
год |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Два тіла почали одночасно рухатися в одному напрямі: одне |
||||||||||||||||
рівномірно з швидкістю |
υ = 54 |
км |
, |
а |
друге з |
прискоренням |
||||||||||
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
год |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а= 0,6 м . Через скільки часу друге тіло наздожене перше?
с2
Розв’язання:
За початок системи координат візьмемо точку, з якої почали рухатися обидва тіла, а вісь OS спрямуємо в напрямі руху обох тіл.
Через час t від початку руху координати тіл будуть S |
= υ t |
і S |
|
= |
at 2 |
. |
2 |
|
|||||
1 |
1 |
|
2 |
|
||
|
|
|
|
|
Якщо друге тіло наздогнало перше, то координати тіл будуть
однаковими, тобто S |
= S |
, або υ t = |
at 2 |
, звідки t = |
2υ1 |
= 50c. |
|
|
|||||
1 |
2 |
1 |
2 |
|
a |
|
|
|
|
|
Відповідь: друге тіло наздожене перше через 50 с.
Задача 60.
Одне тіло кидають вертикально вгору з висоти H з початковою швидкістю υ1. Одночасно з початком руху першого тіла з землі кидають угору друге тіло з початковою швидкістю υ2 . Через який час тіла зустрінуться?
79
Розв’язання:
За початок системи координат візьмемо точку кидання першого тіла і вісь координат OS спрямуємо вертикально вгору. Тоді в
момент часу t координата першого тіла буде S1 |
= υ1t − |
1 |
|
gt 2 |
і, отже, |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
1 |
|
|
|||
через час t |
його відстань від землі буде H + S |
|
= H + υ t − |
gt 2 . Через |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
час |
t від |
початку руху |
|
друге |
тіло |
буде |
від |
землі |
на |
відстані |
|||||||||||||||||||||||||||
S |
|
= υ |
t − |
1 |
gt 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Якщо t дорівнює тому проміжку часу, через який тіла |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
зустрінуться, то H + S |
|
= S |
|
, або H + υ t − |
1 |
gt 2 |
= υ |
t − |
1 |
gt 2 , звідки: |
|||||||||||||||||||||||||||
1 |
2 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t = |
|
|
H |
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
υ |
2 |
−υ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Відповідь: тіла зустрінуться через t = |
|
|
|
H |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
υ |
2 |
−υ |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 61. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
Пасажир потягу, |
|
що рухається зі швидкістю υ = 36 |
км |
, бачить |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
год |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
t1 = 60c сусідній |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l = 600м, |
|
||||||||||||
протягом |
потяг |
|
довжиною |
|
|
|
|
який іде |
паралельно першому в одному з ним напрямі. З якою швидкістю йде другий потяг? Скільки часу пасажир другого потягу бачить перший потяг, довжина якого l1 = 900м?
Ті самі потяги рухаються назустріч один одному. Скільки часу пасажири цих поїздів бачитимуть зустрічний потяг, що рухається повз них?
Розв’язання: Систему відліку пов’яжемо з першим потягом.
а) Коли потяги рухаються в одному напрямі, то швидкість
другого потяга відносно першого υв |
|
= υ2 |
|
−υ1. З другого боку, відносна |
|||||||||||||
швидкість υ |
|
= |
l2 |
= |
l1 |
= 10 |
м |
. Тоді υ |
|
= υ |
|
+ υ = 20 |
м |
= 72 |
км |
, а час t |
, |
2 |
|
|
|
2 |
в |
|
|
||||||||||
|
|
t1 |
|
t2 |
|
с |
|
1 |
с |
год |
2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
протягом якого пасажир другого потягу бачить перед собою перший
потяг, t = |
l1 |
= 90с. |
|
||
2 |
υв |
|
|
|
80