Question

我市某校吳同學(xué)探究----“紅燈綠燈時(shí)間差”的探討----十字形的路口，東西、南北方向的行人車輛來來往往，車水馬龍．為了不讓雙方擠在一起，紅綠燈就應(yīng)動(dòng)而生，一個(gè)方向先過，另一個(gè)方向再過．
在××路的十字路口，紅燈綠燈的持續(xù)時(shí)間是不同的--紅燈的時(shí)間總比綠燈長．即當(dāng)東西方向紅燈亮?xí)r，南北方向的綠燈要經(jīng)過若干秒后才亮．這樣方可確保十字路口的交通安全．
那么，如何根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置紅綠燈的時(shí)間差呢？
如圖所示，假設(shè)十字路口是對(duì)稱的，寬窄一致．設(shè)十字路口長為m米，寬為n米．當(dāng)綠燈亮?xí)r最后一秒出來的騎車人A，不與另一方向綠燈亮?xí)r出來的機(jī)動(dòng)車輛B相撞，即可保證交通安全．
根據(jù)調(diào)查自行車一般速度低于14km/h（即4m/s），機(jī)動(dòng)車速度不超過28km/h（即8m/s）．若紅綠燈時(shí)間差為t秒．
通過上述數(shù)據(jù)，你能想出吳同學(xué)是怎樣算出設(shè)置的時(shí)間差要滿足t滿足什么條件時(shí)，才能使車人不相撞．如××十字路口長約64米，寬約16米××路口實(shí)際時(shí)間差t=8s，做驗(yàn)證．

Answer 1

從C₁C₂線到FG線的距離=

m-n

2

+n=

m+n

2

騎車人A從C₁C₂線到K處時(shí)，另一方向綠燈亮，此時(shí)騎車人A前進(jìn)距離=4t
K處到FG線距離=

m+n

2

-4t．
騎車人A從K處到達(dá)FG線所需的時(shí)間為

1

4

(

m+n

2

-4t)=

m+n

8

-t
D₁D₂線到EF線距離為（m-n）/2．
機(jī)動(dòng)車B從D₁D₂線到EF線所需時(shí)間為

1

8

m-n

2

=

m-n

16

A通過FG線比B通過EF線要早一些方可避免碰撞事故．
∴

m+n

8

-t≤

m-n

16

，即t≥

m+3n

16

即設(shè)置的時(shí)間差要滿足t≥

m+3n

16

時(shí)，才能使車人不相撞．
如××十字路口長約64米，寬約16米，理論上最少設(shè)置時(shí)間差為

64+16×3

16

=7秒，而實(shí)際設(shè)置時(shí)間差為8秒（8＞7），符合要求．