Физика · 2025/26 · Заключительный этап

Гонка с разными моментами старта

Условие

В одной песне возник спор между Вертолётом, Самолётом и Пешеходом. Победит тот, кто первым достигнет Финиша. Участники движутся не равномерно, а меняют режимы, поэтому для победы важна средняя скорость. Гонка проходит по прямой трассе длиной LL от Старта (обрыв, x=0x=0) до Финиша. Все стартуют в момент времени t=0t=0 из точки x=0x=0, но не одновременно. Самолёт стартует первым в t=0t=0. Самолёт первые 90 км90\text{ км} летит со скоростью vс1=120 км/чv_{\mathrm{с}1}=120\text{ км/ч}, затем снижает скорость до vс2=60 км/чv_{\mathrm{с}2}=60\text{ км/ч}. Вертолёт стартует позже через τ\tau часов и летит всю дистанцию с постоянной скоростью vв=75 км/чv_{\mathrm{в}}=75\text{ км/ч}. Пешеход стартует вместе с Вертолётом (с задержкой τ\tau часов). 13\frac13 пути Пешеход бежит на лыжах со скоростью vп1=15 км/чv_{\mathrm{п}1}=15\text{ км/ч}, оставшиеся 120 км120\text{ км} идёт со скоростью vп2=5 км/чv_{\mathrm{п}2}=5\text{ км/ч}. Длина трассы L=180 кмL=180\text{ км}. Задержка времени τ=2 часа\tau=2\text{ часа}. 1. Найдите среднюю скорость каждого участника на всей дистанции. 2. Через какое время после своего старта финиширует каждый участник? 3. Успеет ли Пешеход догнать и обогнать Вертолёт до финиша? Если да, то на каком расстоянии от Старта? 4. Кто выиграет гонку (придёт к финишу первым)?

О задаче · 7 класс · баллы не подтверждены
Олимпиада
Бельчонок
Предмет / класс
Физика · 7 класс
Сезон / этап
2025/26 · Заключительный этап
Комплект
Вариант 1 · задача 1
Официальные баллыНе подтверждены
Сложность Popov Academy2/5 · предварительно

Для подготовки: 7 класс.

Записать идею

Личный черновик для заметок и расчётов. Он никуда не отправляется и не проверяется.

Подсказка 1

На каждом участке найдите время как путь, делённый на скорость.

Подсказка 2

Различайте длительность движения и показание общих часов в момент финиша.

Разобрать решение по шагам
01

Сложим времена участков

При постоянной скорости v=stv=\frac st, поэтому t=svt=\frac sv. Самолёт проходит два участка по 90 км90\text{ км}, а Пешеход — 60 км60\text{ км} и 120 км120\text{ км}.

Tс=90120+9060=2,25 ч,Tв=18075=2,4 ч,Tп=6015+1205=28 ч.T_{\mathrm{с}}=\frac{90}{120}+\frac{90}{60}=2{,}25\text{ ч},\qquad T_{\mathrm{в}}=\frac{180}{75}=2{,}4\text{ ч},\qquad T_{\mathrm{п}}=\frac{60}{15}+\frac{120}{5}=28\text{ ч}.
02

Средняя скорость относится ко всему пути

Делим полный путь на полное время движения: vˉ=LT\bar v=\frac LT.

УчастникСредняя скоростьДлительность движенияФиниш по общим часам
Самолёт80 км/ч80\text{ км/ч}2,25 ч2{,}25\text{ ч}2,25 ч2{,}25\text{ ч}
Вертолёт75 км/ч75\text{ км/ч}2,4 ч2{,}4\text{ ч}4,4 ч4{,}4\text{ ч}
Пешеход457≈6,43 км/ч\frac{45}{7}\approx6{,}43\text{ км/ч}28 ч28\text{ ч}30 ч30\text{ ч}
03

Сравним движения после общего старта двух участников

Пешеход и Вертолёт стартуют вместе. На обоих участках скорость Пешехода меньше 75 км/ч75\text{ км/ч}, поэтому после старта он всё время отстаёт и догнать Вертолёт не сможет. Самолёт достигает финиша при t=2,25 чt=2{,}25\text{ ч}, раньше остальных.

Ответ

Средние скорости: 8080, 7575, 457≈6,43 км/ч\frac{45}{7}\approx6{,}43\text{ км/ч}. Время от собственного старта: 2,252{,}25, 2,42{,}4, 28 ч28\text{ ч}. Пешеход не догонит Вертолёт. Выиграет Самолёт.

Главная идея

Среднюю скорость вычисляют через общее время; победителя определяют по единой шкале времени.

Как заметить эту идею в другой задаче

Есть участки с разными скоростями и задержки старта — заведите отдельно длительность пути и момент прибытия.

Возможная ошибка

Среднее арифметическое двух скоростей не даёт средней скорости на равных участках пути. Задержку старта нельзя включать в время движения, если спрашивается время от собственного старта.

Источник и примечания

Официальный источник

PDF организатора · страницы 1 · задача 1 ↗

Бельчонок · 2025/26 · физика · 7 класс · заключительный этап · вариант 1.

Официальное решение · страницы 1, 2 ↗

Авторский разбор прошёл самопроверку, сверку с официальным материалом и отдельную проверку рассуждений ИИ-редактором. Ручная редакторская приёмка ещё не выполнена.

Можете объяснить решение своими словами?

Учебная схема