مسائل رياضيات

حساب مدة توقف القطار

سرعة القطار بدون توقف تبلغ 45 كم/ساعة، ومع التوقفات تصبح 31 كم/ساعة. ما هو مجموع الوقت الذي يتوقف فيه القطار خلال كل ساعة؟

الحل:
لنجد الفارق بين السرعتين، نقوم بطرح السرعة أثناء التوقفات من السرعة بدون توقف:

45 كم/ساعة – 31 كم/ساعة = 14 كم/ساعة

الآن، نعلم أن القطار يتوقف لمدة 14 كم في الساعة. لكننا بحاجة إلى تحويل هذا المسافة إلى وحدة زمنية، وذلك بمعرفة الوقت اللازم لقطار لقطع مسافة 14 كم بسرعة 1 كم/ساعة.

14 كم ÷ 1 كم/ساعة = 14 ساعة

إذا كان القطار يتوقف لمدة 14 ساعة في الساعة، يمكننا تحويل ذلك إلى دقائق:

14 ساعة × 60 دقيقة/ساعة = 840 دقيقة

إذاً، يتوقف القطار لمدة 840 دقيقة في الساعة.

المزيد من المعلومات

لحل هذه المسألة، سنستخدم قانون السرعة المتوسطة ونعتبر أن متوسط السرعة خلال الرحلة يعتمد على المسافة الإجمالية والزمن الإجمالي. وسنستخدم القانون التالي:

متوسط السرعة=المسافة الإجماليةالزمن الإجمالي\text{متوسط السرعة} = \frac{\text{المسافة الإجمالية}}{\text{الزمن الإجمالي}}

لنكون أكثر دقة في حساباتنا، سنستخدم الزمن بالدقائق.

المتوسط السرعة بدون توقفات هو 4545 كم/ساعة، والمتوسط السرعة مع التوقفات هو 3131 كم/ساعة.

المعادلة الرياضية للمتوسط السرعة:

متوسط السرعة بدون توقفات=المسافة بدون توقفالزمن بدون توقف\text{متوسط السرعة بدون توقفات} = \frac{\text{المسافة بدون توقف}}{\text{الزمن بدون توقف}}

متوسط السرعة مع التوقفات=المسافة مع التوقفاتالزمن مع التوقفات\text{متوسط السرعة مع التوقفات} = \frac{\text{المسافة مع التوقفات}}{\text{الزمن مع التوقفات}}

لنجد المسافة بدون توقفات والمسافة مع التوقفات، سنستخدم المعادلات:

المسافة بدون توقفات=45×الزمن بدون توقف60\text{المسافة بدون توقفات} = 45 \times \frac{\text{الزمن بدون توقف}}{60}

المسافة مع التوقفات=31×الزمن مع التوقفات60\text{المسافة مع التوقفات} = 31 \times \frac{\text{الزمن مع التوقفات}}{60}

الآن، نستخدم المسافة بدون توقفات والمسافة مع التوقفات في المعادلة الأصلية:

متوسط السرعة بدون توقفات=المسافة بدون توقفاتالزمن بدون توقف\text{متوسط السرعة بدون توقفات} = \frac{\text{المسافة بدون توقفات}}{\text{الزمن بدون توقف}}

متوسط السرعة مع التوقفات=المسافة مع التوقفاتالزمن مع التوقفات\text{متوسط السرعة مع التوقفات} = \frac{\text{المسافة مع التوقفات}}{\text{الزمن مع التوقفات}}

بعد ذلك، نقوم بحساب الفارق بين الزمن بدون توقفات والزمن مع التوقفات للعثور على الزمن الإجمالي للتوقفات. تحول هذا الزمن إلى دقائق للحصول على الإجابة النهائية.