Da der Pkw schneller fährt, als der Lkw, holt er ihn nach einer bestimmten Zeit t (gerechnet ab dem Zeitpunkt, zu dem der Lkw abfuhr) ein. Zu diesem Zeitpunkt haben beide dieselbe Strecke s zurückgelegt.
Der Lkw schafft in der Zeit t die Strecke
s = vL * t
Der Pkw fährt 30 Minuten = 0,5 h mit 0 km/h (er wartet am Startpunkt) und dann t - 0,5 h mit 160 km/h. Er schafft also in der Zeit t die Strecke
s = 0 * 0,5 + vP * ( t - 0,5 )
Da die Strecke s in beiden Fällen gleich sein muss, kann man die Terme gleichsetzen:
vL * t = vP * t - vP * 0,5
[auflösen nach t:]
<=> vP * t - vL * t = vP * 0,5
<=> t ( vP - vL ) = vP * 0,5
<=> t = vP * 0,5 / ( vP - vL )
[Hier nun die Werte vP = 160 km/h und vL = 80 km/h einsetzen:]
t = 160 * 0,5 / ( 160 - 80 )
= 80 / 80
= 1 h
Nach einer Stunde hat der Pkw also den Lkw eingeholt.
Durch Einsetzen von t = 1 h in eine der beiden Streckenformeln (ich nehme die erste) kann man nun auch die Strecke ermitteln, die beide in dieser Zeit zurückgelegt haben:
s = vL * t
= 80 * 1 = 80
Also: Der Pkw holt den Lkw 1 Stunde nach dessen Abfahrt (bzw. 30 Minuten nach seiner eigenen Abfahrt) ein. Beide haben zu diesem Zeitpunkt 80 km zurückgelegt.
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