Если два автомобиля движутся по кольцевой трассе, и радиус траектории второго автомобиля в два раза больше радиуса первого автомобиля, а периоды их движения равны, то можно найти отношение их скоростей.
Обозначим:
- радиус траектории первого автомобиля через ( R_1 ),
- радиус траектории второго автомобиля через ( R_2 ),
- скорости первого и второго автомобилей через ( v_1 ) и ( v_2 ) соответственно,
- период движения (время, за которое автомобиль совершает один полный круг) через ( T ).
По условию, радиус траектории второго автомобиля в два раза больше радиуса первого, то есть:
[ R_2 = 2R_1 ]
Также по условию, периоды движения равны:
[ T_1 = T_2 = T ]
Для кругового движения, период ( T ) связан с длиной окружности и скоростью автомобиля следующим образом:
[ T = \frac{L}{v} ]
где ( L ) — длина окружности, а ( v ) — скорость автомобиля.
Длина окружности выражается через радиус:
[ L = 2\pi R ]
Таким образом, для первого автомобиля:
[ T = \frac{2\pi R_1}{v_1} ]
Для второго автомобиля:
[ T = \frac{2\pi R_2}{v_2} ]
Поскольку периоды равны, можем приравнять правые части этих уравнений:
[ \frac{2\pi R_1}{v_1} = \frac{2\pi R_2}{v_2} ]
Упростим это выражение, сократив ( 2\pi ):
[ \frac{R_1}{v_1} = \frac{R_2}{v_2} ]
Подставим ( R_2 = 2R_1 ):
[ \frac{R_1}{v_1} = \frac{2R_1}{v_2} ]
Сократим на ( R_1 ) (предполагая, что ( R_1 \neq 0 )):
[ \frac{1}{v_1} = \frac{2}{v_2} ]
Теперь выразим отношение скоростей:
[ v_2 = 2v_1 ]
Следовательно, отношение скоростей второго автомобиля к первому:
[ \frac{v_2}{v_1} = 2 ]
Таким образом, скорость второго автомобиля в два раза больше скорости первого автомобиля.