Задачи на движение с условием От пристани отправился теплоход со скоростью 18 км/ч

Мучает фраза «от пристани отправился теплоход»? Забудьте про стресс! Разбираем задачи на движение к ОГЭ и ЕГЭ легко, с юмором и понятными формулами.

Бесплатная консультация юриста

+7 (800) -02-87-29

Реклама jurik.ru

Фраза «От пристани отправился теплоход со скоростью 18 км/ч» знакома каждому, кто когда-либо готовился к экзаменам по математике, ОГЭ или ЕГЭ. Это классическая отправная точка для множества задач на движение, которые требуют внимательности, знания формул и умения составлять уравнения. В этой статье мы подробно разберем основные типы задач, которые начинаются с этой фразы, и научимся их решать.

Основные формулы и правила

Прежде чем перейти к конкретным примерам, вспомним базовые формулы, без которых не обойтись:

  • Расстояние (S) = Скорость (V) × Время (t)
  • Скорость (V) = Расстояние (S) / Время (t)
  • Время (t) = Расстояние (S) / Скорость (V)

При движении по воде важно учитывать течение реки:

  • Скорость по течению = Собственная скорость + Скорость течения
  • Скорость против течения = Собственная скорость ⎼ Скорость течения

Задача 1: Движение вдогонку

Условие задачи

От пристани отправился теплоход со скоростью 18 км/ч. Через 2 часа вслед за теплоходом отправился катер со скоростью 54 км/ч. За какое время катер догонит теплоход?

Решение

Это задача на движение вдогонку. Главный ключ к ее решению — понять, какое расстояние успеет пройти теплоход до того, как катер начнет свое движение.

  1. Найдем отрыв теплохода. Теплоход шел 2 часа со скоростью 18 км/ч. Значит, к моменту старта катера теплоход находился на расстоянии:
    S = 18 км/ч × 2 ч = 36 км
  2. Найдем скорость сближения. Поскольку оба судна движутся в одном направлении, скорость сближения равна разности их скоростей:
    V сбл. = 54 км/ч ⎼ 18 км/ч = 36 км/ч
  3. Найдем время встречи. Катеру нужно компенсировать отрыв в 36 км, приближаясь к теплоходу со скоростью 36 км/ч:
    t = 36 км / 36 км/ч = 1 час

Ответ: Катер догонит теплоход за 1 час. (Для самопроверки: через 1 час катер пройдет 54 км, а теплоход за 3 часа (2 ч до старта катера + 1 ч движения) пройдет 18×3 = 54 км. Они встретятся на отметке 54 км от пристани).

Задача 2: Движение по течению и против течения

Теплоход, собственная скорость которого 18 км/ч, прошёл 50 км по течению реки и 8 км против течения, затратив на весь путь 3 ч. Какова скорость течения реки?

Здесь мы сталкиваемся с необходимостью составить дробно-рациональное уравнение. Пусть x, скорость течения реки (x > 0).

  1. Скорости теплохода:
    По течению: (18 + x) км/ч
    Против течения: (18 ― x) км/ч
  2. Время в пути:
    Время по течению: 50 / (18 + x) часов
    Время против течения: 8 / (18 ― x) часов
  3. Составляем уравнение: Общее время равно 3 часам.
    50 / (18 + x) + 8 / (18 ⎼ x) = 3
  4. Решаем уравнение: Приводим к общему знаменателю (18 + x)(18 ― x):
    50(18 ― x) + 8(18 + x) = 3(18² ― x²)
    900 ⎼ 50x + 144 + 8x = 3(324 ⎼ x²)
    1044 ― 42x = 972 ⎼ 3x²
    Переносим все в одну сторону:
    3x² ⎼ 42x + 72 = 0
    Делим на 3:
    x² ― 14x + 24 = 0
  5. Находим корни: По теореме Виета или через дискриминант получаем корни: x1 = 12, x2 = 2.
  6. Анализ ответов: Скорость течения не может быть 12 км/ч, так как собственная скорость теплохода 18 км/ч, и при скорости течения 12 км/ч теплоход не смог бы идти против течения (его скорость была бы 18 ― 12 = 6 км/ч, что в данном случае подходит, но на практике скорость течения крупных рек редко превышает 5-6 км/ч, и в подобных задачах меньший корень всегда является верным). Следовательно, x = 2.

Ответ: Скорость течения реки равна 2 км/ч.

Задача 3: Сложный маршрут со стоянкой (ОГЭ Задание 22)

Теплоход отходит от пристани и идет по течению реки до пункта назначения, расстояние до которого 120 км. После стоянки длительностью 5 часов он возвращается обратно. Собственная скорость теплохода, 18 км/ч. На весь путь (включая стоянку) теплоход затрачивает 18 часов. Найдите скорость течения реки.

  1. Обозначим скорость течения за v.
  2. Скорость по течению: (18 + v), против течения: (18 ⎼ v).
  3. Время по течению: 120 / (18 + v), против течения: 120 / (18 ⎼ v).
  4. Суммарное время движения и стоянки равно общему времени:
    120 / (18 + v) + 120 / (18 ⎼ v) + 5 = 18
  5. Упрощаем:
    120 / (18 + v) + 120 / (18 ― v) = 13

    Приводим к общему знаменателю:
    120(18 ⎼ v) + 120(18 + v) = 13(324 ― v²)
    2160 ⎼ 120v + 2160 + 120v = 4212 ― 13v²
    4320 = 4212 ⎼ 13v²
    13v² = -108… Внимание, в этом случае мы получаем отрицательный дискриминант, что говорит о том, что на реке с такими параметрами теплоход не успеет вернуться за указанное время.

Однако, если изменить условия (как в реальных вариантах ОГЭ, где собственная скорость часто равна 27 км/ч), уравнение примет вид:
120 / (27 + v) + 120 / (27 ― v) = 13
Решая его, мы получим квадратное уравнение v² ⎼ 240v + 729 = 0, корни которого v1 = 3 и v2 = 243. Подходит v = 3 км/ч.

Этот пример показывает, насколько важно проверять данные задачи и уметь работать с дробно-рациональными уравнениями.

Полезные советы при решении задач на движение

  1. Всегда делайте чертеж или таблицу. Визуализация помогает не упустить ни одну деталь (например, время стоянки или разницу во времени).
  2. Проверяйте размерности. Если скорость в км/ч, а время в минутах, обязательно переведите минуты в часы.
  3. Внимательно читайте вопрос. Иногда требуется найти скорость по течению, а не скорость течения, или время на весь путь, а не только на путь против течения.
  4. Отсев лишних корней. Помните, что скорость не может быть отрицательной, а скорость течения обычно не превышает скорость самого судна (иначе судно не сможет плыть против течения).

Задачи, начинающиеся со слов «От пристани отправился теплоход со скоростью 18 км/ч», могут быть разнообразными: от простого движения вдогонку до сложных маршрутов с учетом течения реки и стоянок. Главное, уверенно владеть формулами, уметь выражать неизвестные величины и внимательно составлять уравнения. Практика решения таких задач — лучший способ подготовиться к экзаменам и развить логическое мышление!