Людина, впираючись руками в стіну вагона, хоче зрушити його з місця. Проте вагон зберігає стан спокою. Поясніть, чому. Рус:
Человек, упираясь руками в стену вагона, хочет сдвинуть его с места. Однако вагон сохраняет состояние покоя. Объясните, почему.
надо

👇

Увидеть ответ

Открыть все ответы

Ответ:

рай35

26.11.2022

Дано:

Штатная скорость v = 57.6

км/ч $= \frac{ 57 600 }{ 3600 }$ м/с $= \frac{ 576 }{ 36 }$ м/с = 16

м/с.
Интервал движения T = 100 c .

Время посадки высадки $\Delta t = 30 c .$
Время торможения до остановки t = 20 c .

Тормозной путь S = 160

м .
Длина состава L = 100

м .

Найти: дистанцию между составами

в [м] и [мм].

Р е ш е н и е :

Все положения, упоминаемые в доказательстве решения, отмечены на приложенном к решению рисунке.

Искомая дистанция между поездами – это свободное пространство вдоль железнодорожного полотна. Таким образом – дистанция в данном случае – это расстояние от ведущего вагона (начала) заднего Скоростного состава (положение С) до Конца припаркованного состава (положение К) в тот момент, когда припаркованный собирается отправляться.

Нам неизвестно, является ли торможение составов перед остановкой равнозамедленным или нет, и нам это знать и не нужно (!), поскольку нам дано и время, и скорость, и тормозной путь. Всё, что нам нужно – это корректно учесть все слагаемые времени и пути при торможении.

Общий интервал движения составляет T = 100 c ,

и это означает, что каждые 100

секунд, в положении Н оказывается Начало очередного состава. Уже припаркованный состав простоял на станции $\Delta t = 30 c ,$ а это означает, что следующему за ним составу осталось проехать из положения С (начало скоростного состава) до точки Н (начало припаркованного состава) в течение $T - \Delta t = 70$ секунд.

Искомая дистанция между составами, как мы уже говорили выше, измеряется не от положения С до положения Н, а от положения С до положения К (конец припаркованного состава). Однако нам будет удобно найти весь остаточный путь СН (между положениями С и Н), а затем вычесть из него длину КН (между положениями К и Н), равную длине состава L = 100

м.

Из $T - \Delta t = 70$ секунд, оставшихся идущему следом составу, первые $\tau = T - t - \Delta t = 50$ секунд он будет идти с постоянной скоростью v = 16

м/с из положения С в положение О, а последующие t = 20

секунд он будет останавливаться из положения О до положения Н.

Длину отрезка ОН мы и так знаем, это тормозной путь S = 160

м . Теперь найдём СО, т.е. длину $\lambda .$ Мы знаем, что по отрезку СО состав двигается равномерно со скоростью

в течение времени $\tau = T - t - \Delta t = 50$ секунд, значит отрезок СО, т.е. $\lambda = v \tau = v \cdot ( T - t - \Delta t ) = 16 \cdot 50$ м = 800

м .

Отсюда ясно, что вся длина СН = СО + ОН , т.е.
СН $= \lambda + S = S + v \cdot ( T - t - \Delta t ) = 160 + 800$ м = 960

м.

Как было показано выше искомая дистанция

– это длина СК, равная разности СН и КН, т.е. СН и

.

Итак:

СК

CH $- L = v \cdot ( T - t - \Delta t ) + S - L =$

$= 16 \cdot ( 100 - 20 - 30 ) + 160 - 100$ м $= 16 \cdot 50 + 60 = 860$ м.

О т в е т : дистанция между составами: D = 860

мм .

Школьник решил прокатиться в метро одного из городов. понаблюдав за , он понял, что интервал их движ

4,8(84 оценок)

Ответ:

abi182

26.11.2022

Для начала, оценим ситуацию практически.

Студент от начала состава вглубь него несколько десятков метров. Значит, в тот момент времени, когда он увидел в окне окончание проезжаемого моста, т.е. через t = 15

секунд от начала отсчёта времени – нос электрички уже был высунут за пределы моста на эти самые несколько десятков метров. Т.е. понятно, что нос электрички достиг окончания моста МЕНЕЕ ЧЕМ ЗА

секунд!

В то же время, понятно, что в самом начале отсчёта времени – студент находился вприжимку к носу электрички (внутри неё), а значит, она начала въезжать на мост как раз в начале отсчёта времени.

Теперь, рассчитаем задачу строго, по законам физики:

Согласно принципу относительности Галилея: «для того, чтобы найти вектор скорости тела относительно земли, нужно к вектору его скорости относительно транспорта прибавить вектор скорости транспорта».

В частности, в случае движения вдоль одной линии, принцип Галилея упрощается: «для того, чтобы найти проекцию скорости тела относительно земли, нужно к проекции его скорости относительно транспорта прибавить проекцию скорости транспорта».

Электричка движется вперёд со скоростью v_x = 60

км/ч $= \frac{60}{60}$ км/мин = 1

км/мин.

Студент относительно электрички движется НАЗАД (!) со скоростью u_x = -6

км/ч $= - \frac{v_x}{10} = -0.1$ км/мин.

Скорость студента относительно земли U_3

равна алгебраической сумме проекций U_3 = v_x + u_x = v_x - 0.1v_x = 0.9v_x = 0.9

км/мин.

Как следует из условия, в начале отсчёта времени студент находился точно на уровне начала моста, а в конце отсчёта времени – точно на уровне конца моста. Отсюда следует, что ровно за t = 15

секунд $= \frac{1}{4}$ минут, студент относительно земли переместился точно на длину моста. Найдём длину моста $L = U_3 \cdot t = 0.9$ км/мин $\cdot \frac{1}{4}$ мин $= \frac{9}{40}$ км $= \frac{9000}{40}$ м = 225

м .

Для ответа на поставленный в задаче вопрос нужно понять, в чём заключается этот вопрос. Взглянем на чертёж, приложенный к задаче. Из него легко понять, что от того момента времени, когда первый (!) вагон электрички начал въезжать на мост до того момента, как последний (!) вагон выехал с моста – всё это время электричка находилась на мосту. А значит за время, пока электричка находилась на мосту, она проехала ДВОЙНУЮ длину моста 2L = 2 U_3 t = 450

м .

Чтобы найти время T ,

в течение которого ВСЯ электричка проезжала по мосту, разделим путь, который она проделала за это время на её скорость:

$T = 2L / v = 2 U_3 t / v_x = 2t \cdot \frac{v_x + u_x}{v_x} = 2t ( 1 + u_x/v_x ) =$

$= 2 \cdot 15 ( 1 - 6/60 )$ сек = 30 ( 1 - 0.1 )

сек $= 30 \cdot 0.9$ сек $= 3 \cdot 9$ сек .

О т в е т : полное время нахождения электрички на мосту, т.е., когда хотя бы какая-то её часть находилась на мосту, это и будет время, в течение которого электричка проехала мост. Это время T = 27