Το Αίνιγμα των Δύο Τρένων — Πρόβλημα του Eureka (Οκτώβριος 1964)

Δύο τρένα σε αντίθετες γραμμές που πλησιάζουν το ένα το άλλο κατά το ηλιομεσήμερα, σε αγγλική ύπαιθρο στυλ δεκαετίας 1960
Ακριβώς το μεσημέρι, ένα τρένο αναχωρεί από το σημείο Α για το σημείο Β, και ένα άλλο αναχωρεί από το σημείο Β για το σημείο Α. Περνούν το ένα το άλλο μετά από 51 λεπτά. Κάθε τρένο παραμένει 27 λεπτά στον προορισμό του και στη συνέχεια επιστρέφει από την ίδια διαδρομή.
Το τρένο από το Α ταξιδεύει με σταθερή ταχύτητα 23 μίλια/ώρα, και εκείνο από το Β με 59 μίλια/ώρα.

Ερώτημα:
Τι ώρα περνούν το ένα το άλλο για δεύτερη φορά;

2 σχόλια:

  1. Δεδομένα:
    • Ξεκινούν ταυτόχρονα στις 12:00.
    • Πρώτη συνάντηση: μετά από 51 λεπτά.
    • Ταχύτητες: 23 mph και 39 mph.
    • Στάση στον προορισμό: 27 λεπτά.
    • Μετά επιστρέφουν με τις ίδιες ταχύτητες.
    1. Απόσταση Α–Β
    Σχετική ταχύτητα:
    23 + 39 = 62 mph
    Χρόνος μέχρι να συναντηθούν:
    51 λεπτά = 51/60 ώρες
    Άρα απόσταση:
    D=62*(51/60)=52,7 μίλια
    2. Πότε φτάνει το καθένα στον προορισμό του;
    • Από Α → Β (23 mph):
    tA=52,7/23≈2,291 ώρες=2ώρες:17,5λεπτά
    Άφιξη: 14:17:30
    • Από Β → Α (39 mph):
    tB=52,7/39≈1.351 ώρες=1ώρα:21λεπτά
    Άφιξη: 13:21:00
    3. Αναχωρήσεις επιστροφής
    • Το γρήγορο τρένο (39 mph):
    o Φτάνει 13:21
    o Φεύγει 13:48 (13:21+27’)
    • Το αργό τρένο (23 mph):
    o Φτάνει 14:17:30
    o Φεύγει 14:44:30 (14:17:30+27’)
    4. Πού βρίσκονται όταν ξεκινά το δεύτερο;
    Στις 14:44:30:
    Το γρήγορο τρένο(Β) έχει ήδη φύγει από το Α στις 13:48 και κινείται προς Β για 56,5 μίλια:
    Το γρήγορο τρένο:
    • φτάνει στο Α στις 13:21
    • μένει 27 λεπτά
    • άρα φεύγει στις 13:48
    Το αργό τρένο:
    • φτάνει στο Β στις 14:17:30
    • μένει 27 λεπτά
    • άρα φεύγει στις 14:44:30
    Άρα, πόσο έχει ήδη ταξιδέψει το γρήγορο όταν ξεκινά το αργό;
    Παίρνουμε τη διαφορά:
    • από 13:48 μέχρι 14:44:30
    Αυτό είναι:
    • 56 λεπτά και 30 δευτερόλεπτα
    = 56,5 λεπτά
    Συμπέρασμα
    Τα 56,5 λεπτά είναι απλά ο χρόνος που το γρήγορο τρένο κινείται μόνο του (επιστρέφοντας), πριν ξεκινήσει το άλλο για την επιστροφή.
    Θέλουμε τη διαφορά:
    14:44:30 − 13:48:00
    1.Από 13:48 έως 14:00=12 λεπτά
    2.Από 14:00 έως 14:44:30= 44 λεπτά και 30 δευτερόλεπτα
    Σύνολο:
    12 λεπτά + 44 λεπτά 30 δευτερόλεπτα= 56 λεπτά και 30 δευτερόλεπτα
    (= 56,5 λεπτά)
    Εναλλακτικά (πιο «μαθηματικά»):
    Μετατρέπεις τα πάντα σε δευτερόλεπτα:
    • 14:44:30 → 14×3600+44×60+30=53.070
    • 13:48:00 → 13×3600+48×60=49.680
    Διαφορά:
    53.070−49.680=3.390 sec/60=56,5 λεπτά
    • 56,5 λεπτά/60 = ≈0.9417 ώρες
    Διανύει:
    39*0.9417= ≈36,7 μίλια
    Άρα απόσταση που απομένει μεταξύ τους:
    52,7−36,7=16 μίλια
    5. Δεύτερη συνάντηση
    Πλησιάζουν με σχετική ταχύτητα:
    23+39=62 mph
    Χρόνος για να συναντηθούν:
    16/62= ≈0.258 ώρες=15,48 (≈15.5=15:30) λεπτά
    6. Τελική ώρα
    14:44:30 + 15:30 λεπτά = 15:00 (ακριβώς)
    Τελική απάντηση:
    Συναντιούνται για δεύτερη φορά ακριβώς στις 15:00.

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  2. Ένα πρόβλημα από το τεύχος Οκτωβρίου 1964 του Eureka Νο.27 (Problems Drive 1964, σελίδα 6) , του περιοδικού της Μαθηματικής Εταιρείας του Πανεπιστημίου του Cambridge.

    ΑπάντησηΔιαγραφή