برای حل این سوال، باید زمانی که قطارها به طور کامل از کنار یکدیگر عبور میکنند را محاسبه کنیم.
ابتدا شرایط مسأله را مشخص میکنیم:
- طول قطار (۱) = ۳۰۰ متر
- طول قطار (۲) = ۴۰۰ متر
- سرعت قطار (۱) = ۱۰۸ km/h = ۳۰ m/s
- سرعت قطار (۲) = ۵۴ km/h = ۱۵ m/s
- فاصله شروع: \( x_A = -۲۰۰ \) متر، \( x_B = ۶۰۰ \) متر
برای اینکه دو قطار به طور کامل از کنار یکدیگر عبور کنند، باید قطار (۱) که از نقطه \( x_A \) شروع میکند به مسیری برسد که قطار (۲) به انتهای خود رسیده باشد. در اینجا، محل عبور وقتی است که ابتدای قطار (۱) در نقطه B قرار میگیرد.
بنابراین کل مسافت طی شده توسط قطار (۱) باید برابر شود با:
\( L_1 + L_2 = ۳۰۰ + ۴۰۰ = ۷۰۰ \)
حال زمان عبور کل را محاسبه میکنیم:
فاصله اولیه بین دو موقعیت: \( ۶۰۰ - (-۲۰۰) = ۸۰۰ \)
برای عبور کامل و رسیدن به نقطهی عبور:
\( d = ۸۰۰ + ۷۰۰ = ۱۵۰۰ \)
نسبت سرعت قطارها تا عبور کامل:
\( (۳۰ - ۱۵) \)
تغییر مکان کل:
\[ ۱۵۰۰ / ۱۵ = t = ۱۰۰ \]
نتیجه:
پاسخ صحیح گزینه (۱) یعنی ۱۰۰ متر است.