Для решения задачи введем переменные:
- Пусть vм — скорость пограничного пса Мухтара в км/ч.
- Пусть vн — скорость нарушителя в км/ч.
Из условия задачи известно, что скорость нарушителя в 3,5 раза меньше скорости Мухтара. Математически это можно записать так:
vн=3.5vм
Мухтар догоняет нарушителя, это означает, что мы имеем дело с задачей на сближение. Скорость сближения (vсбл) равна разности скоростей Мухтара и нарушителя:
vсбл=vм−vн
Подставим выражение для скорости нарушителя в формулу скорости сближения:
vсбл=vм−3.5vм=vм(1−3.51)=vм(3.53.5−1)=vм⋅3.52.5=vм⋅3525=vм⋅75
Таким образом, скорость сближения составляет 75 от скорости Мухтара.
Общая формула, связывающая расстояние, скорость и время, выглядит так: S=v⋅t. В нашем случае, расстояние, которое нужно преодолеть для сближения, равно начальному расстоянию между ними S=2.7 км, а время сближения t=0.18 ч. Подставим эти значения и выражение для скорости сближения в формулу:
S=vсбл⋅t
2.7=(vм⋅75)⋅0.18
Теперь решим это уравнение относительно vм. Сначала найдем скорость сближения, разделив расстояние на время:
vсбл=tS=0.182.7
Чтобы упростить деление, умножим числитель и знаменатель на 100:
vсбл=18270=15 км/ч.
Мы знаем, что vсбл=vм⋅75. Подставим найденное значение vсбл:
15=vм⋅75
Отсюда находим скорость Мухтара vм:
vм=15÷75=15⋅57=515⋅7=3⋅7=21 км/ч.
Проверим решение. Если скорость Мухтара 21 км/ч, то скорость нарушителя 21/3.5=6 км/ч. Скорость сближения 21−6=15 км/ч. Время, за которое Мухтар догонит нарушителя: 2.7 км/15 км/ч=0.18 ч. Все сходится с условием задачи.
Ответ: скорость Мухтара 21 км/ч.