Спортсмены бегут колонной длины l по одному с одинаковой скоростью v. Навстречу бежит тренер со скоростью u меньше скорости v. Каждый спортсмен, поравнявшись с тренером, поворачивает и бежит назад с той же скоростью v. Какова будет длина колонны, когда все спортсмены развернутся?
**Решение задачи о колонне спортсменов**
Задача вроде классическая на относительное движение. Начнем с того, что спортсмены бегут в колонне длиной l. Каноничная ситуация, когда тренер бежит навстречу с меньшей скоростью, и каждый спортсмен разворачивается при встрече с ним. Важно, что каждый спортсмен возвращается с той же скоростью v, а тренер — с меньшей. После того, как все развернутся, длина колонны будет зависеть от всех этих факторов, и ключевыми станут время и скорость каждого участника.
**Рассматриваем движение спортсменов и тренера**
Спортсмены начинают бежать в положительном направлении с одинаковой скоростью. Тренер бежит навстречу с меньшей скоростью. Когда тренер встречает первого спортсмена, тот разворачивается и бежит назад. Тренер, тем временем, продолжает бежать в том же направлении, но с меньшей скоростью, поэтому он догоняет других спортсменов, один за другим. Мне нужно правильно учесть, как меняется расстояние между постоявшими спортсменами между каждым поворотом.
**Анализ движения спортсменов и тренера**
Тренер бежит назад, а спортсмены - вперёд. После встречи с тренером первый спортсмен разворачивается и бежит обратно, при этом тренер продолжает двигаться навстречу следующему спортсмену. Важно заметить, что спортсмены, разворачиваясь, продолжают увеличивать расстояние между собой. В конечном счёте, длина колонны будет расстоянием между первым и последним спортсменом к моменту, когда последний спортсмен развернется, встретив тренера.
**Определение длины колонны**
Мы хотим вычислить длину колонны спортсменов в момент, когда последний спортсмен встретится с тренером. Начальная позиция спортсменов — от x=0 в начале до x=-l на хвосте. Тренер стартует справа, бегая в левом направлении. Время встречи для каждого спортсмена зависит от скорости тренера и спортсмена. Таким образом, позиция первого и последнего спортсмена со временем изменяется, и длина колонны считается как разница между их положениями на момент встречи с тренером.
Думал на протяжении 22 секунд
Обознов?ем: первоначально спортсмены занимают отрезок длины

, бегут вправо со скоростью

. Тренер бежит навстречу (т. е. влево) со скоростью

. Как только очередной спортсмен встречает тренера, он тут же разворачивается и бежит влево со скоростью

.
1. Зафиксируем момент

, когда первый (передний) спортсмен встречается с тренером. Они оба в точке

. После этого:
* первый спортсмен идёт влево со скоростью

, его координата

* тренер идёт влево со скоростью

, его координата

* все ещё не встретившиеся со тренером спортсмены (в том числе последний) продолжают бежать вправо со скоростью

.
2. Последний спортсмен (который в момент

был в точке

) встретит тренера в тот же момент

, когда

где

Отсюда

3. В момент

все спортсмены уже развернулись. Координаты «первого» (тот, кто повернул в

) и «последнего» (только что повернувшего) равны:

Расстояние между ними (длина колоны)

**Ответ:**
