Человек бежит по эскалатору. В первый раз он насчитал n1 = 50 ступенек, во второй раз,...

0 голосов
348 просмотров

Человек бежит по эскалатору. В первый раз он насчитал n1 = 50 ступенек, во второй раз, двигаясь в ту же сторону со скоростью втрое большей, он насчитал n2 = 75 ступенек. Сколько ступенек он насчитал бы на неподвижном эскалаторе?


Физика (12 баллов) | 348 просмотров
Дан 1 ответ
0 голосов

Введем обозначения.
v, 3v-скорости пассажира относительно покоящегося эскалатора;
u-скорость движущегося эскалатора;
l-длина эскалатора;
l1-длина одной ступеньки эскалатора (горизонтальная часть ступеньки)
n-количество ступенек покоящегося эскалатора;
Очевидно, что l=l1*n;
Определим, используя условие задачи, движется ли пассажир против движения  эскалатора либо по движению эскалатора.
Очевидно, что движение эскалатора и пассажира совпадают, так как при скорости в 3 раза большей он пробегает на 25 ступенек больше, так как время прохождения пассажиром эскалатора при большей скорости пассажира меньше, а за меньшее время меньшее количество ступенек успевает убежать от пассажира, а значит пассажир успевает пройти больше ступенек. Если же пассажир движется против движения, то при меньшей скорости он будет двигаться дольше, а так как ступеньки движутся навстречу, то за больший промежуток времени пассажир пройдет больше ступенек, так как их больше появится навстречу пассажиру за больший промежуток времени.
Составим 2 уравнения:
В каждом уравнении в левой части 1-е слагаемое-это та часть ступенек эскалатора, которую прошел пассажир, 2-е слагаемое-это та часть ступенек эскалатора, которая ушла от пассажира в силу движения ступенек эскалатора. Разумеется сумма этих двух слагаемых равна длине  покоящегося эскалатора.
\left \{ {{50*l1+ \frac{n*l1}{v+u}*u =n*l1} \atop {75*l1+ \frac{n*l1}{3v+u}*u =n*l1}} \right.;
 \left \{ {{ \frac{3*n}{n-50} =3( \frac{v}{u}+1 }) \atop { \frac{n}{n-75} =3 \frac{v}{u}+1 }} \right.;
 \frac{3n}{n-50} -2= \frac{n}{n-75};
 \frac{n+100}{n-50}= \frac{n}{n-75};
n^{2} +25n-7500= n^{2} -50n; n=100.

(1.5k баллов)