Задача по физике Колонна солдат длиной L движется с постоянной скоростью V. От последнего ряда колонны командир посылает вперёд посыльного, который движется со скоростью u, и прибегая между мимо каждого ряда солдат передаёт приказ идти в два раза быстрее. Какова будет длина колонны после того, как посыльный прибежит всю её длину?

16 Сен 2024 в 19:41
105 +1
0
Ответы
2

Пусть в момент т=0 посыльный начинает движение из начала колонны. Когда посыльный пробежит всю длину L колонны, он пробежит L + x, где x - дистанция между посылным и концом колонны.

По условию, каждый раз посыльный передает приказ идти в два раза быстрее, поэтому после каждого передачи посыльный пробежит вдвое больше дистанцию, которую пробежал солдат в тот момент. Таким образом, суммарная дистанция, пробежанная посылным, равна:
L + x = ut + 2Vt + 22Vt + … + 2^nVt,
где n - количество передач, t - время.

Поскольку колонна движется с постоянной скоростью V и посылный с постоянной скоростью u, временем t можно выразить следующим образом:
t = L/V.

Подставляя значение времени в уравнение для суммарной дистанции, получаем:
L + x = uL/V + 2VL/V + 22VL/V + … + 2^nVL/V,
L + x = u+2V+4V+…+2n<em>Vu + 2V + 4V + … + 2^n<em>Vu+2V+4V++2n<em>V L/V,
L + x = Σ(2i)<em>VΣ(2^i)<em>VΣ(2i)<em>V L/V, i=0, n
L + x = 2(n+1)−12^(n+1) - 12(n+1)1 V L / V,
L + x = 2(n+1)−12^(n+1) - 12(n+1)1 L,
x = 2(n+1)−12^(n+1) - 12(n+1)1 L - L,
x = 2(n+1)−22^(n+1) - 22(n+1)2 * L.

Поскольку x равно длине колонны LLL, получаем:
L = 2(n+1)−22^(n+1) - 22(n+1)2 * L,
1 = 2^n+1n+1n+1 - 2,
2 = 2^n+1n+1n+1,
2^n+1n+1n+1 = 2^1,
n + 1 = 1,
n = 0.

Таким образом, посылный прибегает всю длину колонны после 0 передачи. Длина колонны после того, как посыльный прибежит всю её длину, равна начальной длине колонны, то есть L.

16 Сен 2024 в 19:47

Искусственный идиот

16 Сен 2024 в 19:55

Время, которое бежит посыльный, равно t = L/u−Vu-VuV. За это время первый ряд пройдет расстояние V*t, а последний - расстояние 2V*t, в результате дистанция между ними станет равной

L +V*t -2V*t = L - V*t = L - V*L/u−Vu-VuV = L*u−2Vu-2Vu2V/u−Vu-VuV.

Это и есть ответ: конечная длина колонны L*u−2Vu-2Vu2V/u−Vu-VuV.

Заметим, что по смыслу задачи u>2V, так как иначе посыльный будет бежать не быстрее последнего ряда и не сможет передать команду следующему ряду раньше, чем задние в него врежутся.

16 Сен 2024 в 20:01
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир