2019-01-29
У начата и конца горизонтальной бегущей дорожки, которая движется со скоростью 1 м/с, стоят два мальчика. Они начинают бежать друг к другу, их скорости относительно дорожки всегда равны 2 м/с. При встрече они разворачиваются, бегут до концов дорожки, затем снова бегут друг к другу и т.д. Какой путь относительно земли пройдёт каждый из мальчиков за 800 сек, если длина бегущей дорожки равняется $l = 100 м$?
Решение:
Рассмотрим сначала немного другую задачу: пусть мальчики, встречаясь, не разворачиваются, а пробегают друг мимо друга, и разворачиваются лишь добежав до конца дорожки. На преодоление дорожки в одном направлении мальчик тратит 33.(3) с. в другом - 100 с. Построим график зависимости координат мальчиков от времени (см. рис.). Цветами выделены графики для одного и другого мальчика соответственно: в точках А и В они встречаются. В этом случае за 133.(3) секунды каждый из них успевает пробежать дорожку в обоих направлениях и вернуться на исходную позицию: их пути относительно земли при этом оказываются равными.
Вернёмся теперь к исходной задаче. Попробуем построить аналогичный график, выделяя цветами графики для двух мальчиков. Заметим: нам достаточно поменять цвета у отрезка графика от точки А до точки В. Действительно, всё отличие нашего случая от рассмотренного выше заключается лишь в том. кто именно бежит в обратном направлении, ио никак ие сказывается на скоростях. При этом легко убедиться в том. что мы перекрасили равные по длине участки графика, а значит, пройденный мальчиками путь вновь совпадает. Таким образом, за 133.(3) секунды каждый из мальчиков проходит по 200 метров, и за 800 секунд оба пройдут по 1200 метров.
Ответ: Каждый из мальчиков пройдёт 1200 метров за 800 секунд.