
1. 如果每小时行驶20公里,那么在31公里处的目的地需要的时间是31公里除以20公里/小时,即31/20小时。
2. 如果每小时行驶15公里,我们需要先计算不考虑加速和减速的情况下,行驶31公里需要的时间,即31公里除以15公里/小时,得到31/15小时。
3. 然而,实际情况中,车辆在加速到每小时20公里之前是以每小时15公里的速度行驶的。所以,我们需要计算加速到20公里/小时所需的时间。由于加速过程中速度从15公里/小时增加到20公里/小时,我们可以使用等加速度运动的公式来计算加速时间。
4. 假设加速时间为t小时,在这段时间内,车辆以15公里/小时的速度行驶了15t公里,并且以每小时20公里的速度行驶了20 - 15 = 5公里/小时的速率行驶了剩余的距离。
5. 根据等加速度运动的公式,我们有15t + 0.5 * 5 * t^2 = 31。解这个方程,我们可以找到加速时间t。
6. 解方程得到t = 1小时,这意味着车辆需要1小时的时间来加速到每小时20公里的速度。
7. 因此,总行驶时间是加速时间加上以20公里/小时速度行驶的时间,即1小时 + 31/20小时。
8. 将这些时间相加,我们得到总行驶时间是大约1小时43分钟。
9. 为了确保在预定时间前到达,如果需要提前5分钟,那么应该在1小时38分钟到达,这意味着出发前需要30分钟的行驶时间。