11Toán 11 Trả lời ngắn Vận dụng cao 216

Một xe goòng trên ray thử đang chạy đều thì người lái phát hiện khối chặn cuối đường ở phía trước. Sau thời gian phản ứng ρ\rho (xe vẫn chạy đều trong khoảng ấy) thì phanh bắt đầu ăn.
Đặt τ\tau là thời gian tính từ lúc phanh bắt đầu ăn. Dữ liệu thử nghiệm cho quãng đường phanh khớp bởi đa thức s(τ)=τ3−9τ2+24τs\left(\tau\right) = \tau^{3} - 9\tau^{2} + 24\tau (mét), đúng trên miền 0≤τ≤50 \le \tau \le 5 giây.
<table><tr><th>Đại lượng</th><th>Giá trị</th></tr><tr><td>Vận tốc trước khi phanh v0v_0</td><td>2424 m/s</td></tr><tr><td>Khoảng cách tới khối chặn cuối đường</td><td>90,590{,}5 m</td></tr><tr><td>Khoảng an toàn cuối ε\varepsilon</td><td>11 m</td></tr><tr><td>Bước đặt thời gian phản ứng δ\delta</td><td>0,20{,}2 s</td></tr></table>
Xe được coi là an toàn nếu khi dừng hẳn, nó còn cách khối chặn cuối đường ít nhất ε\varepsilon. Hệ thống chỉ đặt được thời gian phản ứng bằng một bội của δ\delta.
Hỏi thời gian phản ứng lớn nhất mà hệ thống đặt được và vẫn an toàn bằng bao nhiêu giây?

Câu hỏi có hữu ích?

Lời giải

Đáp án
2 , 8
Các bước giải
1
**Nối pha.** v(τ)=s′(τ)=3τ2−18τ+24v\left(\tau\right) = s'\left(\tau\right) = 3\tau^{2} - 18\tau + 24, và v(0)=24=v0v\left(0\right) = 24 = v_0 — đúng, nên mốc τ=0\tau = 0 thật là lúc phanh bắt đầu ăn.
2
**Thời điểm dừng.** Giải v(τ)=0v\left(\tau\right) = 0 được hai nghiệm τ=2\tau = 2 và τ=4\tau = 4, cả hai đều nằm trong miền hiệu lực. Xét dấu: v>0v > 0 trên (0;2)\left(0; 2\right) và v<0v < 0 trên (2;4)\left(2; 4\right). Xe dừng ở nghiệm dương **đầu tiên**, tức τdừng=2\tau_{\text{dừng}} = 2 giây.
3
Nghiệm τ=4\tau = 4 phải loại: trên (2;4)\left(2; 4\right) thì v<0v < 0 nên ss giảm, và s(4)=16<20=s(2)s\left(4\right) = 16 < 20 = s\left(2\right) — lấy nó thì quãng đường phanh bị khai nhỏ đi, tức kết luận **thiên về phía không an toàn**.
4
**Quãng đường phanh.** d=s(2)=20d = s\left(2\right) = 20 m.
5
**Ghép hai pha.** Trong thời gian phản ứng, xe chạy đều nên đi được v0ρv_0\rho. Điều kiện an toàn: v0ρ+d+ε≤Lv_0\rho + d + \varepsilon \le L, tức ρ≤L−d−εv0=90,5−20−124≈2,8958\rho \le \dfrac{L - d - \varepsilon}{v_0} = \dfrac{90{,}5 - 20 - 1}{24} \approx 2{,}8958 giây.
6
**Rời rạc hoá.** Hệ thống chỉ đặt được bội của δ=0,2\delta = 0{,}2 s, nên phải lấy bội lớn nhất không vượt cận trên — làm tròn **xuống**, và làm tròn sau cùng: ρ=2,8\rho = 2{,}8 giây.
7
**Kiểm lại.** Với ρ=2,8\rho = 2{,}8: tổng quãng đường 87,287{,}2 m, còn cách vật cản 3,33{,}3 m — không nhỏ hơn ε\varepsilon, **đạt**. Thêm một bước, ρ=3\rho = 3: tổng 9292 m, chỉ còn −1,5-1{,}5 m — **không đạt**.
Lời giải có hữu ích?
Xem dạng tự luận của câu này

Một xe goòng trên ray thử đang chạy đều thì người lái phát hiện khối chặn cuối đường ở phía trước. Sau thời gian phản ứng ρ\rho (xe vẫn chạy đều trong khoảng ấy) thì phanh bắt đầu ăn.
Đặt τ\tau là thời gian tính từ lúc phanh bắt đầu ăn. Dữ liệu thử nghiệm cho quãng đường phanh khớp bởi đa thức s(τ)=τ3−9τ2+24τs\left(\tau\right) = \tau^{3} - 9\tau^{2} + 24\tau (mét), đúng trên miền 0≤τ≤50 \le \tau \le 5 giây.
<table><tr><th>Đại lượng</th><th>Giá trị</th></tr><tr><td>Vận tốc trước khi phanh v0v_0</td><td>2424 m/s</td></tr><tr><td>Khoảng cách tới khối chặn cuối đường</td><td>90,590{,}5 m</td></tr><tr><td>Khoảng an toàn cuối ε\varepsilon</td><td>11 m</td></tr><tr><td>Bước đặt thời gian phản ứng δ\delta</td><td>0,20{,}2 s</td></tr></table>
Xe được coi là an toàn nếu khi dừng hẳn, nó còn cách khối chặn cuối đường ít nhất ε\varepsilon. Hệ thống chỉ đặt được thời gian phản ứng bằng một bội của δ\delta.
Tìm thời điểm xe dừng hẳn và quãng đường phanh, rồi cho thời gian phản ứng lớn nhất mà hệ thống đặt được và vẫn an toàn.

Đáp án 2,8 s2{,}8\ \text{s}

Câu hỏi cùng chủ đề

TN
Một chất điểm chuyển động theo phương trình s(t)=3t2+5ts(t) = 3t^{2} + 5t. Gia tốc của chuyển động bằng
Trắc nghiệm Đạo hàm Nhận biết 10 896
TN
Một chất điểm chuyển động theo phương trình s(t)=4t2+5ts(t) = 4t^{2} + 5t (mét). Vận tốc tại thời điểm t=3t = 3 giây bằng
Trắc nghiệm Đạo hàm Thông hiểu 17 1001
ĐS
Một chất điểm chuyển động theo phương trình s(t)=4t2+3ts(t) = 4t^{2} + 3t (mét, giây).
Đúng – Sai Đạo hàm Thông hiểu 22 1992
TLN
Một chất điểm chuyển động theo s(t)=4t2+8ts(t) = 4t^{2} + 8t. Tính vận tốc tại thời điểm t=4t = 4.
Trả lời ngắn Đạo hàm Thông hiểu 17 1948
TN
Một vật được ném lên với độ cao h(t)=−4t2+8th(t) = -4t^{2} + 8t (mét). Vật đạt độ cao lớn nhất tại thời điểm
Trắc nghiệm Đạo hàm Vận dụng 16 1016
TLN
Một vật được ném lên với độ cao h(t)=−5t2+10th(t) = -5t^{2} + 10t. Tính thời điểm vật đạt độ cao lớn nhất.
Trả lời ngắn Đạo hàm Vận dụng 0 157