Một ô tô chuyển động từ A đến B, nửa thời gian đầu đi với tốc độ v1= 35km/h, nửa thời gian sau đi với tốc độ v2= 55km/h. Khi trở về từ B về A ô tô lại đi với tốc độ v3= 35km/h trên nửa đoạn đường đầu và nửa đoạn đường sau đi với tốc độ v4= 55km/h. Xác định tốc độ trung bình và vận tốc trung bình trên toàn bộ quãng đường cả đi và về
Gọi $S$ là qđ $AB$ và $t$ là thời gian để đi hết qđ $AB$
$⇒ t_1 = t_2 = \dfrac{t}{2}$
$⇒ S_1 = v_1 . \dfrac{t}{2} $
$⇒ S_2 = v_2 . \dfrac{t}{2} $
Mà $S_1 + S_2 = S $
$⇔ \dfrac{t}{2}( v_1 + v_2 ) = S $
$⇒ t = \dfrac{2S}{v_1 + v_2}$
$⇒ S_3 = \dfrac{S}{2}$
$⇒ S_4 = \dfrac{S}{2}$
$⇒ t_3 = \dfrac{S}{2v_3}$
$⇒ t_4 = \dfrac{S}{2v_4}$
Ta có :
$v_{tb} = \dfrac{S_1 + S_2 + S_3 + S_4}{t_1 + t_2 + t_3 + t_4} $
$⇔ \dfrac{2S}{t + \dfrac{S}{2v_3}+ \dfrac{S}{2v_4}}$
$⇔ \dfrac{2S}{\dfrac{2S}{v_1+v_2}+ \dfrac{S}{2v_3} + \dfrac{S}{2v_4}}$
$⇔ \dfrac{2}{\dfrac{2}{90}+\dfrac{1}{70}+\dfrac{1}{110}}$
$⇒ v_{tb} = 43,86 km/h$
Đáp án:
v=45km/h
\( {{v}_{TB}}=43,86km/h\)
Giải thích các bước giải:
\(\begin{align}
& {{t}_{1}}=\dfrac{t}{2};{{v}_{1}}=35km/h;{{t}_{2}}=\dfrac{t}{2}; \\
& {{v}_{2}}=55km/h;{{S}_{3}}={{S}_{4}}=\frac{S}{2};{{v}_{3}}=35km/h;{{v}_{4}}=55km/h \\
\end{align}\)
* Tốc độ trung bình:
\(\begin{align}
& v=\dfrac{{{v}_{1}}+{{v}_{2}}+{{v}_{3}}+{{v}_{4}}}{4} \\
& =\frac{35+55+35+55}{4}=45km/h \\
\end{align}\)
* Khi đi từ A đến B: Quãng đường vật đi được
\(\left\{ \begin{align}
& {{S}_{1}}={{v}_{1}}.{{t}_{1}}=35.\dfrac{t}{2}=17,5t \\
& {{S}_{2}}={{v}_{2}}.{{t}_{2}}=55.\dfrac{t}{2}=27,5t \\
\end{align} \right.\)
Mà:
\({{S}_{1}}+{{S}_{2}}=S\Leftrightarrow 17,5.t+27,5.t=S\Rightarrow S=45t(1)\)
Khi đi từ B về A:
\(\left\{ \begin{align}
& {{t}_{3}}=\dfrac{{{S}_{3}}}{{{v}_{3}}}=\dfrac{S}{2.35}=\dfrac{S}{70} \\
& {{t}_{4}}=\dfrac{{{S}_{4}}}{{{v}_{4}}}=\dfrac{S}{2.55}=\dfrac{S}{110} \\
\end{align} \right.\)
Vận tốc trung bình trên cả đường đi:
\(\begin{align}
& {{v}_{TB}}=\dfrac{{{S}_{1}}+{{S}_{2}}+{{S}_{3}}+{{S}_{4}}}{{{t}_{1}}+{{t}_{2}}+{{t}_{3}}+{{t}_{4}}}=\frac{2S}{t+{{t}_{3}}+{{t}_{4}}} \\
& =\dfrac{2S}{\dfrac{S}{45}+\dfrac{S}{70}+\dfrac{S}{110}}=43,86km/h \\
\end{align}\)