时钟在下午4点到5点时,什么时候分针与时针重合成一直线?
解:时针一小时转30°,因此时针的角速度ω₁=30°/60分=0.5°/分;
分针一小时转360°,因此分针的角速度ω₂=360°/60分=6°/分。
4点时,时针指向4,其初始角φ₁=120°;分针指向12,其初始角φ₂=0°;
现在开始计时:设经过t₁分钟两针重合(夹角为0°);此时有等式:
0.5t₁+120°=6t₁;即5.5t=120; ∴t₁=120/5.5=21.8181...'=21'48''
即在4点21分8秒时两针第一次重合;
还从4点算起,经过t₂分钟两针成一直线(两针夹角为180°),此时有等式:
6t₂-(0.5t₂+120°)=180°
即有5.5t₂=300°;故t₂=300/5.5=54.5454...'=54'32''.
即在4点54分32秒时两针成180°。