Дано: V₁ = 60 км/ч, V₂ = 15 км/ч, V₃ = 45 км/ч.
Найти: Vср ?
Решение. Разделим путь на 3 участка: l₁, l₂ и l₃, причём l₁ = l₂ + l₃. На участке l₁ он ехал со скоростью V₁=60 км/ч за время t₁ = l₁/60. На участке l₂ он ехал со скоростью V₂ = 15 км/ч за время t₂ = l₂/15. На участке l₃ он ехал со скоростью V₃ = 45 км/ч за время t₃ = l₃/45. По условию t₂ = t₃, значит l₂/15 = l₃/45 или l₃ = 3l₂. Тогда l₁ = l₂ + 3l₂ = 4l₂.Тогда весь путь l = l₁ + l₂ + l₃ = 4l₂ + l₂ + 3l₂ = 8l₂. Все время t = t ₁+ t₂ + t₃ = 4l₂/60 + l₂/15 + 3l₂/45 = l₂/5. Средняя скорость на всем пути Vср = l/t = 8l₂/(l₂/5) = 40 км/ч.
ответ: Vср = 40 км/ч.
Дано: V₁ = 120 км/ч, l₁ = l/4, V₂ = 90 км/ч.
Найти: Vср - ?
Решение. Средняя путевая скорость определяется по формуле Vср = l/t, причём l = l₁ + l₂, а t = t₁ + t₂. Из условия видно, что l₁ = l/4, а l₂ - остаток пути - может быть найден как l₂ = l - l₁, т. е. l₂ = 3×l/4.
Учитывая, что движение на отдельных участках равномерно, найдём t₁ = l₁/V₁ = l/4V₁ и t₂ = l₂/V₂ = 3×l/4V₂, тогда всё время движения t = (l/4V₁) + (3×l/4V₂) = (l×(V₂ + 3V₁)) / 4V₁V₂.
После подстановки в формулу средней скорости получим: Vср = (l×4V₁V₂) / (l×(V₂ + 3V₁)) = 4V₁V₂ / (V₂ + 3V₁).
Проверим единицы и определим числовое значение искомой величины:
[Vср] = ((км\ч) × (км/ч)) / (км/ч + км/ч) = км/ч
Vср = (4 × 120 × 90) / 90 + 360 = 43200/450 = 96 км/ч
ответ: средняя скорость движения автомобиля на всём пути составляла 96 км/ч