Среднюю скорость катера можно сосчитать по формуле:
\[{\upsilon _{ср}} = \frac{{{S_1} + {S_2}}}{{{t_1} + {t_2}}}\]
Движение на обоих участках было равномерным, поэтому найти время \(t_1\) и \(t_2\) не составит труда.
\[\left\{ \begin{gathered}
{t_1} = \frac{{{S_1}}}{{{\upsilon _1}}} \hfill \\
{t_2} = \frac{{{S_2}}}{{{\upsilon _2}}} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]
Так как участки равны по величине \(S_1=S_2=\frac{1}{2}S\), и скорость на первой участке больше скорости на втором в два раза \(\upsilon_1=2\upsilon_2\), то:
\[\left\{ \begin{gathered}
{t_1} = \frac{S}{{2{\upsilon _1}}} = \frac{S}{{4{\upsilon _2}}} \hfill \\
{t_2} = \frac{S}{{2{\upsilon _2}}} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]
Подставим выражения для времен \(t_1\) и \(t_2\) в формулу средней скорости.
\[{\upsilon _{ср}} = \frac{S}{{\frac{S}{{4{\upsilon _2}}} + \frac{S}{{2{\upsilon _2 = \frac{S}{{\frac{{3S}}{{4{\upsilon _2 = \frac{{S \cdot 4{\upsilon _2}}}{{3S}} = \frac{{4{\upsilon _2}}}{3}\]
Значит необходимая нам скорость \(\upsilon_2\) определяется по такой формуле.
Во-первых, за две секунды обе гири проедут 1 м.
Во-вторых, их суммарная сила которая тянет их равна
Fсум = Fб - Fм
(m1+m2)a = m1g - m2g
Найдем ускорение
S=Uo*t + 1/2 *a*t^2 Uo=0
S=1/2 * a * t^2
a=2S/t^2 = 2*1м/2^2 = 2/4 = 0.5м/с^2
m1a+m2a = m1g - m2g
m2(a+g)=m1(g-a)
m1/m2 = (a+g)/(g-a) = 10.5 / 9.5 = 1.1
ответ: Масса тяжелой гири в 1,1 раз больше массы легкой
Вопросы в комменты, ставим лучший