这个计算器能做什么
这是经典的"行程问题"中的追及型(在日本算术里称为旅人算的追及版本),但其背后的数学原理是通用的相对速度运动。甲(A)从起点出发,速度为 \(v_A\)。经过一段领先时间后,乙(B)从同一起点朝同一方向出发,速度更快,为 \(v_B\)。本工具会算出乙追上甲需要多长时间,以及两人在距起点多远处相遇。
如何使用
输入甲的速度、领先时间(甲比乙早出发多久)以及乙的速度。每个输入框都带有单位下拉菜单——速度支持 m/s、m/min、km/s、km/min 和 km/h,领先时间支持小时、分钟和秒。计算器会先把所有数值统一换算成国际单位制(米和秒),求解后以秒为单位给出结果,并附上便捷的分钟/小时和千米换算。
公式详解
当乙出发时,甲已经领先了一段距离 \(d_0 = v_A \times t_0\)。乙以相对速度(接近速度)\(v_B - v_A\) 逐渐缩小这段差距。因此,从乙出发那一刻算起的追及时间为 $$t = \frac{d_0}{v_B - v_A} = \frac{v_A \times t_0}{v_B - v_A}$$相遇点距起点的距离为 \(v_B \times t\),它同样等于 \(v_A \times (t_0 + t)\)。如果乙的速度不快于甲,乙永远追不上——这时计算器会给出相应提示,而不会出现除以零的情况。
实例演算
甲以 80 m/min 的速度先出发。20 分钟后,乙以 120 m/min 的速度开始追赶。换算后:\(v_A = 1.3333\ \text{m/s}\),\(v_B = 2.0\ \text{m/s}\),\(t_0 = 1200\ \text{s}\)。领先距离为 $$1.3333 \times 1200 = 1600\ \text{m}$$接近速度为 $$2.0 - 1.3333 = 0.6667\ \text{m/s}$$追及时间 $$= \frac{1600}{0.6667} = 2400\ \text{s} = 40\ \text{分钟}$$两人在距起点 \(2.0 \times 2400 = 4800\ \text{m}\)(4.8 km)处相遇,此时距甲出发已过去 60 分钟。
常见问题
如果两人速度相等会怎样?差距将永远保持不变,所以乙永远追不上甲——因为接近速度为零。
追及时间是从甲开始算,还是从乙开始算?是从乙出发那一刻开始算的。结果中的"距甲出发的总时间"会把领先时间再加回来。
两个速度必须用同一个单位吗?不必。每个输入项都会单独换算,所以你可以放心地把 km/h 和 m/min 混用。