一列长L=100m的火车以v0=30m/s的速度匀速行驶,当火车的车头离前方山洞口x=2500m处时火车开始减速,并一直保持大小为a=0.1m/s2的加速度做匀减速运动,已知山洞长d=95m,求火车通过山洞的时间.

问题描述:

一列长L=100m的火车以v0=30m/s的速度匀速行驶,当火车的车头离前方山洞口x=2500m处时火车开始减速,并一直保持大小为a=0.1m/s2的加速度做匀减速运动,已知山洞长d=95m,求火车通过山洞的时间.

根据2ax=v2−v02得:
火车的车头到达山洞口的速度v=20 m/s,
火车通过山洞的位移x′=L+d=195m
根据:x′=vt+

1
2
at2
带入数据得:
195=20t-
1
2
×0.1×t2
即0.1t2-40t+390=0
解得:t=10 s
答:火车通过山洞的时间为10s.