Задача 1:
Краткое пояснение: Нужно найти время, через которое один пешеход догонит другого, и определить, кто из них шёл впереди.
- Пусть первый пешеход имеет скорость \( v_1 = 4 \) км/ч, а второй — \( v_2 = 3 \) км/ч.
- Относительная скорость сближения: \( v_{отн} = v_1 - v_2 = 4 - 3 = 1 \) км/ч.
- Расстояние между пешеходами: \( S = 2 \) км.
- Время, через которое первый пешеход догонит второго: \( t = \frac{S}{v_{отн}} = \frac{2}{1} = 2 \) часа.
- Так как первый пешеход догоняет второго, значит, впереди шёл тот, у кого скорость меньше, то есть второй пешеход.
Ответ: Через 2 часа первый пешеход догонит второго. Впереди шёл пешеход со скоростью 3 км/ч.
Задача 2:
Краткое пояснение: Нужно найти время, за которое встречная колонна автомобилей проедет мимо мотоциклиста.
- Скорость мотоциклиста: \( v_м = 63 \) км/ч.
- Скорость колонны автомобилей: \( v_а = 45 \) км/ч.
- Длина колонны автомобилей: \( L = 300 \) м.
- Относительная скорость сближения: \( v_{отн} = v_м + v_а = 63 + 45 = 108 \) км/ч.
- Переведём относительную скорость в м/с: \( v_{отн} = 108 \cdot \frac{1000}{3600} = 30 \) м/с.
- Время, за которое колонна проедет мимо мотоциклиста: \( t = \frac{L}{v_{отн}} = \frac{300}{30} = 10 \) с.
Ответ: Колонна проедет мимо мотоциклиста за 10 секунд.
Задача 3:
Краткое пояснение: Нужно найти скорость велосипедиста на второй половине пути, зная среднюю скорость и скорость на первой половине пути.
- Пусть \( S \) — весь путь. Тогда первая половина пути — \( \frac{S}{2} \) и вторая половина пути — \( \frac{S}{2} \).
- Время на первой половине пути: \( t_1 = \frac{S/2}{v_1} = \frac{S}{2v_1} = \frac{S}{2 \cdot 12} = \frac{S}{24} \).
- Время на второй половине пути: \( t_2 = \frac{S/2}{v_2} = \frac{S}{2v_2} \).
- Общее время: \( t = t_1 + t_2 = \frac{S}{24} + \frac{S}{2v_2} \).
- Средняя скорость: \( v_{ср} = \frac{S}{t} = \frac{S}{\frac{S}{24} + \frac{S}{2v_2}} = 8 \).
- \( \frac{S}{\frac{S}{24} + \frac{S}{2v_2}} = 8 \Rightarrow \frac{1}{\frac{1}{24} + \frac{1}{2v_2}} = 8 \Rightarrow \frac{1}{24} + \frac{1}{2v_2} = \frac{1}{8} \Rightarrow \frac{1}{2v_2} = \frac{1}{8} - \frac{1}{24} = \frac{3-1}{24} = \frac{2}{24} = \frac{1}{12} \).
- \( \frac{1}{2v_2} = \frac{1}{12} \Rightarrow 2v_2 = 12 \Rightarrow v_2 = 6 \) км/ч.
Ответ: Скорость на второй половине пути равна 6 км/ч.
Задача 4:
Краткое пояснение: Нужно найти время, за которое колонна пройдет мост, учитывая её длину и длину моста.
- Длина колонны: \( L_к = 300 \) м.
- Длина моста: \( L_м = 600 \) м.
- Скорость колонны: \( v = 36 \) км/ч.
- Переведём скорость в м/с: \( v = 36 \cdot \frac{1000}{3600} = 10 \) м/с.
- Общее расстояние, которое должна пройти колонна: \( S = L_к + L_м = 300 + 600 = 900 \) м.
- Время, за которое колонна пройдет мост: \( t = \frac{S}{v} = \frac{900}{10} = 90 \) с.
Ответ: Колонна пройдет мост за 90 секунд.