Задание 9. Автомобиль из Москвы в Псков
Давай разберемся с этой задачей пошагово.
1) Расстояние между Москвой и Псковом
Что знаем:
- Скорость на скоростных участках: \( v_1 = 100 \) км/ч.
- Скорость на ограниченных участках: \( v_2 = 50 \) км/ч.
- Планируемое время в пути: \( t_{план} = 6 \) часов.
- Треть всего пути пройдена со скоростью \( v_2 \).
Решение:
Пусть \( S \) — общее расстояние между Москвой и Псковом.
- Длина участков с ограниченной скоростью: \( S_2 = \frac{1}{3} S \).
- Длина скоростных участков: \( S_1 = S - S_2 = S - \frac{1}{3} S = \frac{2}{3} S \).
- Время, потраченное на скоростных участках: \( t_1 = \frac{S_1}{v_1} = \frac{\frac{2}{3} S}{100} = \frac{2S}{300} = \frac{S}{150} \) часов.
- Время, потраченное на участках с ограниченной скоростью: \( t_2 = \frac{S_2}{v_2} = \frac{\frac{1}{3} S}{50} = \frac{S}{150} \) часов.
- Общее время в пути: \( t_{общ} = t_1 + t_2 \).
- Из условия задачи мы знаем, что автомобиль планировал доехать за 6 часов, но это была планируемая скорость. По факту, время может отличаться, но мы можем использовать данные о скоростях и частях пути.
- Важный момент: в условии сказано, что водитель планировал ехать со скоростью 100 км/ч все время. Если бы он так и ехал, то расстояние было бы: \( S = v_1 \times t_{план} = 100 \text{ км/ч} \times 6 \text{ ч} = 600 \text{ км} \). Но дальше сказано, что это оказалось невозможным.
- Давайте пересчитаем время, которое фактически было потрачено, исходя из того, что треть пути была со скоростью 50 км/ч, а две трети — со скоростью 100 км/ч.
- Пусть \( S \) — искомое расстояние.
- Время на участках с ограничением скорости: \( t_{50} = \frac{S/3}{50} = \frac{S}{150} \) часов.
- Время на скоростных участках: \( t_{100} = \frac{2S/3}{100} = \frac{2S}{300} = \frac{S}{150} \) часов.
- Общее время в пути: \( t_{общ} = t_{50} + t_{100} = \frac{S}{150} + \frac{S}{150} = \frac{2S}{150} = \frac{S}{75} \) часов.
- Но! В задаче не сказано, сколько времени фактически заняла поездка. Сказано, что изначально планировалось 6 часов. Если бы поездка заняла 6 часов, то: \( \frac{S}{75} = 6 \) => \( S = 6 \times 75 = 450 \) км.
- Давайте проверим. Если расстояние 450 км:
- \( S_2 = 450 / 3 = 150 \) км (скорость 50 км/ч). Время: \( 150 / 50 = 3 \) часа.
- \( S_1 = 450 \times 2 / 3 = 300 \) км (скорость 100 км/ч). Время: \( 300 / 100 = 3 \) часа.
- Общее время: \( 3 + 3 = 6 \) часов.
- Это согласуется с планируемым временем. Значит, расстояние 450 км.
Ответ: 1) 450 км.
2) Средняя скорость автомобиля
Что знаем:
- Общее расстояние: \( S = 450 \) км.
- Общее время в пути: \( t_{общ} = 6 \) часов.
Решение:
Средняя скорость находится по формуле: \( v_{ср} = \frac{S_{общ}}{t_{общ}} \).
Подставляем значения:
\[ v_{ср} = \frac{450 \text{ км}}{6 \text{ ч}} = 75 \text{ км/ч} \]
Ответ: 2) 75 км/ч.