Задача 99611. Задачи на движение по прямой

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 102.1.12.1* Задачи на движение по прямой

По двум параллельным железнодорожным путям в одном направлении следуют пассажирский и товарный поезда, скорости которых равны соответственно 90 км/ч и 30 км/ч. Длина товарного поезда равна 600 метрам. Найдите длину пассажирского поезда, если время, за которое он прошел мимо товарного поезда, равно 1 минуте. Ответ дайте в метрах.

В подтеме 30 задач
Разбор
Главная идея: При движении в одном направлении пассажирский поезд обгоняет товарный; расстояние, преодолённое на относительной скорости за время обгона, равно сумме длин обоих поездов.

Когда два поезда движутся в одном направлении на параллельных путях, нас интересует их относительная скорость.

Шаг 1: найдём скорость сближения.

Пассажирский поезд едет быстрее товарного, поэтому он постепенно его обгоняет. Скорость сближения равна разности их скоростей: vотн=9030=60 км/чv_{отн} = 90 - 30 = 60 \text{ км/ч}

Шаг 2: переведём скорость в удобные единицы.

Время дано в минутах, расстояния в метрах. Переведём скорость в км/мин: 60 км/ч=6060=1 км/мин=1000 м/мин60 \text{ км/ч} = \frac{60}{60} = 1 \text{ км/мин} = 1000 \text{ м/мин}

Шаг 3: найдём расстояние, преодолённое за время обгона.

За 1 минуту пассажирский поезд сместится относительно товарного на: s=1000 м/мин1 мин=1000 мs = 1000 \text{ м/мин} \cdot 1 \text{ мин} = 1000 \text{ м}

Шаг 4: поймём, что это расстояние означает.

"Пройти мимо" — значит полностью обогнать. Пассажирский поезд начинает обгон с хвоста товарного и заканчивает, когда его хвост проходит мимо головы товарного. За это время относительное смещение равно сумме длин обоих поездов: Lпаcc+Lтоварн=1000L_{паcc} + L_{товарн} = 1000

Шаг 5: найдём длину пассажирского поезда. Lпаcc=1000600=400 мL_{паcc} = 1000 - 600 = 400 \text{ м}

Типичные ошибки

  • Забывают перевести скорость в м/мин или км/мин, остаются с км/ч и получают неправильный ответ
  • Вычитают длины поездов вместо их сложения, не понимая, что при обгоне нужно преодолеть оба расстояния
  • Путают скорость сближения со скоростью одного из поездов и используют неправильное значение

Ещё задачи этой подтемы