铁路旁有一条小路,一列长110米的火车以每小时30千米的速度向北缓缓驶去,14时10分追上向北行走的的一位工人,15秒后离开这个工人;14时16分迎面遇到一个向南走的学生,12秒后离开这个学生. 工人与学生将在___时___分相遇.

完整解法

1. 统一单位并计算火车的行驶速度

火车的速度为:
v车=30 km/h=30×10003600 m/s=253 m/sv_{\text{车}} = 30 \text{ km/h} = \frac{30 \times 1000}{3600} \text{ m/s} = \frac{25}{3} \text{ m/s}

2. 求出工人和学生的行走速度

火车追上工人为追及问题,追及路程等于车长 110 m110 \text{ m},用时 15 s15 \text{ s}:
速度差 v车−v工=11015=223 m/s\text{速度差 } v_{\text{车}} - v_{\text{工}} = \frac{110}{15} = \frac{22}{3} \text{ m/s}
则工人的速度为:
v工=253−223=1 m/sv_{\text{工}} = \frac{25}{3} - \frac{22}{3} = 1 \text{ m/s}

火车与学生相遇为相遇问题,相遇路程等于车长 110 m110 \text{ m},用时 12 s12 \text{ s}:
速度和 v车+v学=11012=556 m/s\text{速度和 } v_{\text{车}} + v_{\text{学}} = \frac{110}{12} = \frac{55}{6} \text{ m/s}
则学生的速度为:
v学=556−253=56 m/sv_{\text{学}} = \frac{55}{6} - \frac{25}{3} = \frac{5}{6} \text{ m/s}

3. 计算14时16分时工人与学生之间的距离

从 14:10 到 14:16 经过了 6 分钟=360 秒6 \text{ 分钟} = 360 \text{ 秒}。
在此期间,火车行驶距离为:
s车=253×360=3000 ms_{\text{车}} = \frac{25}{3} \times 360 = 3000 \text{ m}
工人行走距离为:
s工=1×360=360 ms_{\text{工}} = 1 \times 360 = 360 \text{ m}
因此,在 14:16 火车头部遇到学生时,工人与学生相距:
d=3000−360=2640 md = 3000 - 360 = 2640 \text{ m}

4. 求出工人与学生的相遇时间

工人与学生相向而行,速度和为:
v工+v学=1+56=116 m/sv_{\text{工}} + v_{\text{学}} = 1 + \frac{5}{6} = \frac{11}{6} \text{ m/s}
相遇所需时间为:
t=2640116=2640×611=1440 秒=24 分钟t = \frac{2640}{\frac{11}{6}} = 2640 \times \frac{6}{11} = 1440 \text{ 秒} = 24 \text{ 分钟}
相遇时刻为 14时16分 ++ 24分钟 =14时40分= 14\text{时}40\text{分}。

答案

14时40分

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