Задачи на движение по воде: разбираем классическую задачу с теплоходом

Разбираем задачи на движение по воде шаг за шагом. Научим составлять уравнения и не путать течение, чтобы ЕГЭ сдать на ура!

Бесплатная консультация юриста

+7 (800) -02-87-29

Реклама jurik.ru

Фраза «В полдень от пристани отошел теплоход через 3 часа со скоростью 16 км/ч» — это классическая формулировка из обширного мира текстовых задач на движение по воде․ Такие задания регулярно встречаются в экзаменационных вариантах ЕГЭ по математике (профильный уровень, задача №11)․ Несмотря на кажущуюся простоту, они требуют внимательности, умения составлять уравнения и четко понимать разницу между движением по течению и против него․

В данной статье мы подробно разберем концепцию подобных задач, вспомним необходимые формулы и шаг за шагом решим типичный пример, основанный на предоставленных данных․

Основные понятия и формулы

Прежде чем переходить к решению, необходимо усвоить базовые правила движения по реке:

  • Собственная скорость теплохода (скорость в неподвижной воде) — это скорость судна в стоячей воде, без учета влияния реки․
  • Скорость течения реки — это скорость перемещения воды в реке․
  • Скорость по течению, это сумма собственной скорости и скорости течения:
    Vпо теч = Vсобств + Vтеч
  • Скорость против течения — это разность собственной скорости и скорости течения:
    Vпр теч = Vсобств ౼ Vтеч

Также всегда помним главную формулу пути: S = V * t, где S — расстояние, V, скорость, t — время․

Условие задачи

Рассмотрим классическую задачу, данные для которой часто встречаются в подобных заданиях:

Теплоход, скорость которого в неподвижной воде равна 16 км/ч, проходит по течению реки некоторое расстояние и после стоянки возвращается в исходный пункт․ Скорость течения равна 4 км/ч, стоянка длится 5 часов, а в исходный пункт теплоход возвращается через 30 часов после отплытия из него․ Сколько километров прошёл теплоход за весь рейс?

Пошаговое решение

Шаг 1․ Определение скоростей по и против течения

Из условия нам известна собственная скорость теплохода и скорость течения․ Найдем скорости движения:

  • Скорость по течению: 16 + 4 = 20 км/ч
  • Скорость против течения: 16 ⎼ 4 = 12 км/ч

Шаг 2․ Определение времени в пути

Теплоход отсутствовал в пункте отправления 30 часов․ Однако, не все это время он находился в движении․ Часть времени он стоял на стоянке․

Найдем чистое время движения:

30 часов (всего) ౼ 5 часов (стоянка) = 25 часов

Таким образом, теплоход плыл по течению и против течения в сумме 25 часов․

Шаг 3․ Составление уравнения

Пусть S — это расстояние в километрах, которое теплоход прошел по течению реки (от пристани до места стоянки)․ Обратный путь против течения равен тому же расстоянию S․

Выразим время движения на каждом участке:

  • Время по течению: t1 = S / 20
  • Время против течения: t2 = S / 12

Сумма этих времен равна общему времени движения (25 часов)․ Составим и решим уравнение:

S/20 + S/12 = 25

Шаг 4․ Решение уравнения

Приведем дроби к общему знаменателю․ Наименьший общий знаменатель для 20 и 12 равен 60․

3S/60 + 5S/60 = 25

Сложим дроби:

8S/60 = 25

Сократим дробь 8/60 на 4:

2S/15 = 25

Найдем S:

2S = 25 * 15

2S = 375

S = 187,5 км

Итак, расстояние в одну сторону составляет 187,5 км․

Шаг 5․ Ответ на вопрос задачи

Внимательно читаем вопрос: «Сколько километров прошёл теплоход за весь рейс?»

За весь рейс теплоход совершил путь туда и обратно․ Следовательно, пройденное расстояние нужно удвоить:

Sобщ = 187,5 * 2 = 375 км

Альтернативный вариант условия

Иногда в подобных задачах меняются исходные данные․ Например, если бы скорость течения составляла не 4 км/ч, а 3 км/ч, а время возвращения равнялось бы 53 часам (при стоянке в 5 часов), решение выглядело бы так:

  1. Скорость по течению: 16 + 3 = 19 км/ч
  2. Скорость против течения: 16 ౼ 3 = 13 км/ч
  3. Время в пути: 53 ⎼ 5 = 48 часов
  4. Уравнение: S/19 + S/13 = 48
  5. Общий знаменатель 247: 13S/247 + 19S/247 = 48
  6. 32S/247 = 48
  7. S = (48 * 247) / 32 = 370,5 км (путь в одну сторону)
  8. Общий путь: 370,5 * 2 = 741 км

Задачи на движение по воде требуют предельной концентрации на деталях․ Фраза о том, что в полдень от пристани отошел теплоход, служит лишь красивым обрамлением строгих математических условий․ Главное правило при решении таких задач, всегда выделять время стоянки из общего времени рейса и помнить, что путь «туда» и «обратно» одинаков, а вот скорости — разные; Тщательная проверка каждого вычислительного шага поможет избежать обидных ошибок на экзамене․