A、B两列火车在同一轨道上同向行驶,A在前,速度为vA=10m/s,B车在后速度 vB=30m/s,因大雾能见度低,B车在距A车d=500m时,才发现前方有A车,这时B车立即刹车,但要经过1800m B车才能停止.问

A、B两列火车在同一轨道上同向行驶,A在前,速度为vA=10m/s,B车在后速度 vB=30m/s,因大雾能见度低,B车在距A车d=500m时,才发现前方有A车,这时B车立即刹车,但要经过1800m B车才能停止.问:
(1)A车若仍按原速前进,两车是否会相撞?若会相撞,将在何时发生?
(2)B车在刹车的同时发出信号,A车司机在收到信号1.5s后加速前进,求A车的加速度多大时,才能避免事故发生.
物理人气:308 ℃时间:2020-02-03 15:51:42
优质解答
(1)B车立即刹车,做匀减速运动,设a为B车加速度,
由公式v2
v20
+2as

解得:加速度a=
0−302
2×1800
m/s2=-0.25m/s2     
若B车达到A车的速度,由公式v2
v20
+2as

则有s1
v2
v20
2a
=
102−302
−2×0.25
m
=1600m
所需要的时间为t1
v−v0
a
10−30
−0.25
s=80s

而在80s内,A车行驶位移为s2=vAt1=10×80m=800m
因为:1600m>500m+800m
所以有B车已撞了A车.
若相撞,则有vBt2+
1
2
a
t22
vAt2
+d
解之得:t2≈31s
s=vAt2+d=810m
(2)设A车司机收到信号后以加速度aA加速前进,两车恰相遇不相撞应满足速度关系:vA=vB
即为:30-0.25t=10+aA(t-1.5)…①
位移关系为:sB=sA+x0
即:30t-
1
2
×0.25t2=500+10×1.5+10(t-1.5)+
1
2
aA(t-1.5)2…②
将①②联立,解得:t=48.84s     aA=0.16m/s2
所以车的加速度大于0.16m/s2时才能避免事故.
答:(1)相撞,经过31.5s,相撞点在B车刹车开始地点前方810m.
(2)A车的加速度大于0.16m/s2时才能避免事故.
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