Эта задача решается через время. Собака бегала с того момента, как мальчики вышли из сёл, до того момента, как они встретились.
Мальчики шли навстречу друг другу, поэтому их скорости складываются.
\[ V_{сбл.} = V_{Миши} + V_{Коли} = 3 \text{ км/ч} + 5 \text{ км/ч} = 8 \text{ км/ч} \]Время равно расстоянию, деленному на скорость сближения.
\[ t = \frac{S}{V_{сбл.}} = \frac{16 \text{ км}}{8 \text{ км/ч}} = 2 \text{ ч} \]Собака бегала всё время, пока мальчики шли навстречу друг другу. Расстояние, которое пробежала собака, равно её скорости, умноженной на время.
\[ S_{собаки} = V_{собаки} \times t = 8 \text{ км/ч} \times 2 \text{ ч} = 16 \text{ км} \]Ответ: собака пробежала 16 км.