Question

[hải ninh nguyễn]

Một động tử xuất phát từ A trên đường thẳng hướng về B với vận tốc ban đầu V₀  = 1 m/s, biết rằng cứ sau 4 giây chuyển động, vận tốc lại tăng gấp 3 lần và cứ chuyển động được 4 giây thì động tử ngừng chuyển động trong 2 giây. Trong khi chuyển động thì động tử chỉ chuyển động thẳng đều. Sau bao lâu động tử đến B biết AB dài 6km?

Answer 1

[HT.Phong (9A5)]

Cứ 4 giây chuyển động thì ta gọi đó là một nhóm chuyển động 

Thấy vận tốc của động tử trong các n nhóm chuyển động đầu tiên là: \(3^0m/s;3^1m/s;3^2m/s;3^3m/s;...;3^{n-1}m/s\) 

Và quãng đường tương ứng của các nhóm đó là:

\(4.3^0m;4.3^1m;4.3^2m;4.3^3m;...;4.3^{n-1}m\)

Quãng đường động tử chuyển động trong thời gian là:

\(s_n=4\left(3^0+3^1+3^2+...+3^{n-1}\right)\)

\(K_n=3^0+3^1+3^2+3^3+....+3^{n-1}\)

\(\Rightarrow K_n+3^n=1+\left(1+3^1+3^2+...+3^{n-1}\right)=1+3K_n\)

\(K_n=\dfrac{3^n-1}{2}\)

\(\Rightarrow s_n=4.\left(\dfrac{3^n-1}{2}\right)=2\left(3^n-1\right)\)

Mà \(s_n=6km=6000m\)

\(\Rightarrow2\left(3^n-1\right)=6000\)

\(\Leftrightarrow3^n-1=\dfrac{6000}{2}\)

\(\Leftrightarrow3^n=2999\)

Ta có: \(3^6=729;3^7=2187;3^8=6561\Rightarrow n=7\)

Quãng đường động tử đi được trong 7 nhóm thời gian đầu tiên là:
\(2.2186=4372\left(m\right)\)

Quãng đường còn lại là:

\(6000-4372=1628\left(m\right)\)

Trong quãng đường còn lại này động tử đi với vận tốc là ( với n = 7):

\(3^7=2187m/s\)

Thời gian để đi hết quãng đường còn lại: \(\dfrac{1628}{2187}\approx0,74\left(s\right)\)

Tổng thời gian chuyển động của động tử: \(7.4+0,74=28,74\left(s\right)\)

Ngoài ra trong lúc chuyển động. động tử có ngừng 7 lần (không chuyển động) mỗi lần ngừng lại là 2 giây

Vậy thời gian cần để động tử chuyển động từ A tới B là:

\(28,74+2.7=42,74\left(s\right)\)