Движение, при котором за равные промежутки времени тело совершает неравные перемещения, называют неравномерным (или переменным) . При переменном движении скорость тела с течением времени изменяется, поэтому для характеристики такого движения введены понятия средней и мгновенной скоростей. Средней скоростью переменного движения vcp называют векторную величину, равную отношению перемещения тела s к промежутку времени t, за который было совершено это перемещение: vcp=s/t. Средняя скорость характеризует переменное движение в течение только того промежутка времени, для которого эта скорость определена. Зная среднюю скорость за данный промежуток времени, можно определить перемещение тела по формуле s=vср·t лишь за указанный промежуток времени. Найти положение движущегося тела в любой момент времени с средней скорости, определяемой по формуле vcp=s/t, нельзя.
V2 = 20 км/ч.
S1 = S2 = S/2.
Vср - ?
Для нахождения средней скорости движения Vср необходимо все пройдённое расстояние S разделить на время его прохождения t: Vср = S /t.
Выразим время прохождения всего пути: t = t1 + t2, где t1, t2 - время прохождения первой и второй половины пути.
Время движения найдём по формулам: t1 = S1/V1 = S/2 *V1 , t2 = S2/V2 = S/2*V2.
t = S/2 *V1 + S/2*V2 = (2 *S *V2 + 2 *S *V1)/ 2 *2 *V1 *V2 = S *(V2 + V1)/2 *V1 *V2.
Vср = S *2 *V1 *V2 /S *(V2 + V1) = 2 *V1 *V2 /(V2 + V1).
Vср = 30 км/ч *20 км/ч/(30 км/ч + 20 км/ч) = 24 км/ч.
ответ: средняя скорость движения всадника составляет Vср = 24 км/ч.