Задание 11
тема 6 из 13

Движение по воде

По течению судно идёт со скоростью v+uv + u, против течения — со скоростью v−uv - u. Почти каждая задача — путь туда и обратно: условие даёт разницу или сумму времён по течению и против течения. Время стоянки вычитают из времени рейса.

Реже в задании11На карте навыков

Скорость по течению и против течения

vv — собственная скорость судна (в неподвижной воде), uu — скорость течения. Течение прибавляет свою скорость к скорости судна, когда они направлены в одну сторону, и отнимает, когда навстречу.

  • По течению: v+uv + u. Против течения: v−uv - u.
  • Время на пути SS: Sv+u\frac{S}{v + u} и Sv−u\frac{S}{v - u}.
  • На озере течения нет: туда и обратно скорость одна.
  • Плот не имеет собственной скорости: он плывёт со скоростью течения uu.
  • Собственная скорость больше скорости течения: v>uv > u.

Рейс туда и обратно

v+u=20+4=24,v−u=20−4=16v + u = 20 + 4 = 24, \quad v - u = 20 - 4 = 16
AB48 кмтечение 4 км/ч2 ч5 ч3 ч0весь рейс 10 чпо течениюстоянкапротив течения
tпо=4824=2t_{\text{по}} = \frac{48}{24} = 2
tпротив=4816=3t_{\text{против}} = \frac{48}{16} = 3
tпо+tст+tпротив=2+5+3=10t_{\text{по}} + t_{\text{ст}} + t_{\text{против}} = 2 + 5 + 3 = 10

Против течения путь длится 3 ч, по течению — 2 ч. Разница 1 ч. Весь рейс: 10 ч.

Шкала под рекой — время рейса: по течению, стоянка, против течения. Чем сильнее течение, тем больше разница между временем туда и временем обратно. Двигайте ползунки и запустите рейс.

Разница времён: из большего вычитают меньшее

Путь по течению и путь против течения равны. Против течения судно идёт медленнее, поэтому это время больше. Из большего времени вычтите меньшее и приравняйте к разнице из условия.

Пример

Моторная лодка прошла против течения реки 72 км и вернулась в пункт отправления, затратив на обратный путь на 6 часов меньше. Скорость лодки в неподвижной воде 9 км/ч. Найдите скорость течения.

  1. 1.Пусть xx км/ч — скорость течения. Против течения лодка идёт со скоростью 9−x9 - x, по течению — 9+x9 + x.
  2. 2.Против течения лодка шла дольше: 729−x−729+x=6\frac{72}{9 - x} - \frac{72}{9 + x} = 6.
  3. 3.Умножьте на (9−x)(9+x)=81−x2(9 - x)(9 + x) = 81 - x^2: 72(9+x)−72(9−x)=6(81−x2)72(9 + x) - 72(9 - x) = 6(81 - x^2), то есть 144x=486−6x2144x = 486 - 6x^2.
  4. 4.Разделите на 6: x2+24x−81=0x^2 + 24x - 81 = 0, D=576+324=900D = 576 + 324 = 900, x=−24±302x = \frac{-24 \pm 30}{2}.
  5. 5.Корни 3 и −27. Скорость положительна: x=3x = 3.

Ответ: 33

Неизвестна собственная скорость

Если неизвестна собственная скорость xx, то против течения судно идёт со скоростью x−ux - u, по течению — x+ux + u. Уравнение то же: большее время минус меньшее. Подходит только корень, при котором x>ux > u.

Пример задания

Открытый банк ФИПИ

Моторная лодка прошла против течения реки 91 км и вернулась в пункт отправления, затратив на обратный путь на 6 часов меньше. Найдите скорость лодки в неподвижной воде, если скорость течения равна 3 км/ч. Ответ дайте в км/ч.

Стоянка не входит во время движения

Пока судно стоит у пристани, оно не движется. Вычтите стоянку из времени рейса и приравняйте сумму времён туда и обратно к оставшемуся времени.

Пример

Теплоход прошёл по течению 48 км и после стоянки 5 ч вернулся через 10 ч после отправления. Скорость течения 4 км/ч. Найдите скорость теплохода в неподвижной воде.

  1. 1.Пусть xx км/ч — собственная скорость. В движении теплоход был 10−5=510 - 5 = 5 ч: 48x+4+48x−4=5\frac{48}{x + 4} + \frac{48}{x - 4} = 5.
  2. 2.Умножьте на x2−16x^2 - 16: 48(x−4)+48(x+4)=5(x2−16)48(x - 4) + 48(x + 4) = 5(x^2 - 16), то есть 5x2−96x−80=05x^2 - 96x - 80 = 0.
  3. 3.D=9216+1600=10816=1042D = 9216 + 1600 = 10816 = 104^2, x=96±10410x = \frac{96 \pm 104}{10}: x=20x = 20 или x=−0,8x = -0{,}8.
  4. 4.Скорость положительна: x=20x = 20.

Ответ: 2020

Время по часам

Если даны часы выхода и возвращения, время рейса — их разность. Вычтите стоянку и переведите минуты в часы. Направление течения не важно: сумма времён туда и обратно та же.

Пример

Байдарка в 10:00 вышла из пункта A в пункт B, расположенный в 15 км от A. Пробыв в B 1 ч 20 мин, она отправилась назад и вернулась в A в 16:00. Скорость течения 2 км/ч. Найдите собственную скорость байдарки.

  1. 1.Весь рейс 16−10=616 - 10 = 6 ч. Стоянка 1 ч 20 мин =43= \frac{4}{3} ч, в движении 6−43=1436 - \frac{4}{3} = \frac{14}{3} ч.
  2. 2.Пусть xx км/ч — собственная скорость: 15x+2+15x−2=143\frac{15}{x + 2} + \frac{15}{x - 2} = \frac{14}{3}.
  3. 3.Умножьте на 3(x2−4)3(x^2 - 4): 90x=14(x2−4)90x = 14(x^2 - 4), то есть 7x2−45x−28=07x^2 - 45x - 28 = 0.
  4. 4.D=2025+784=2809=532D = 2025 + 784 = 2809 = 53^2, x=45+5314=7x = \frac{45 + 53}{14} = 7. Второй корень отрицательный.

Ответ: 77

Весь рейс — путь туда и обратно

Вопрос «сколько километров теплоход прошёл за весь рейс» спрашивает путь туда и обратно. Найдите путь в одну сторону и умножьте его на 2.

Пример

Теплоход с собственной скоростью 27 км/ч проходит некоторое расстояние по реке и после стоянки возвращается. Течение 1 км/ч, стоянка 5 ч, весь рейс 32 ч. Сколько километров теплоход прошёл за весь рейс?

  1. 1.Пусть xx км — путь в одну сторону. Скорости 2828 и 2626 км/ч, в движении 32−5=2732 - 5 = 27 ч: x28+x26=27\frac{x}{28} + \frac{x}{26} = 27.
  2. 2.Общий знаменатель 28⋅26=72828 \cdot 26 = 728: 54x728=27\frac{54x}{728} = 27, x=364x = 364.
  3. 3.За весь рейс 2⋅364=7282 \cdot 364 = 728 км.

Ответ: 728728

Плот плывёт со скоростью течения

Время плота — его путь, делённый на скорость течения. Через время плота найдите время второго участника, а потом составьте уравнение для него.

Пример

Расстояние между пристанями A и B 192 км, течение 4 км/ч. Из A в B отправился плот, а через 3 ч — яхта. Яхта дошла до B, сразу повернула и вернулась в A. К этому времени плот проплыл 92 км. Найдите скорость яхты в неподвижной воде.

  1. 1.Плот плыл 92:4=2392 : 4 = 23 ч, значит, яхта была в пути 23−3=2023 - 3 = 20 ч.
  2. 2.Пусть xx км/ч — скорость яхты: 192x+4+192x−4=20\frac{192}{x + 4} + \frac{192}{x - 4} = 20.
  3. 3.Умножьте на x2−16x^2 - 16 и разделите на 4: 5x2−96x−80=05x^2 - 96x - 80 = 0. Корни 20 и −0,8.

Ответ: 2020

Во сколько раз медленнее

«Против течения катер идёт в 1231\frac{2}{3} раза медленнее, чем по течению» значит v+u=53(v−u)v + u = \frac{5}{3}(v - u). Если течение меняется, а собственная скорость нет, неизвестных два: vv и uu. Каждое отношение даёт одно уравнение.

Пример

Весной катер идёт против течения в 1231\frac{2}{3} раза медленнее, чем по течению. Летом течение становится на 1 км/ч медленнее, и катер идёт против течения в 1121\frac{1}{2} раза медленнее, чем по течению. Найдите скорость течения весной.

  1. 1.Пусть vv — собственная скорость, uu — скорость течения весной. Весной 3(v+u)=5(v−u)3(v + u) = 5(v - u), то есть v=4uv = 4u.
  2. 2.Летом скорость течения u−1u - 1: 2(v+u−1)=3(v−u+1)2(v + u - 1) = 3(v - u + 1).
  3. 3.Подставьте v=4uv = 4u: 2(5u−1)=3(3u+1)2(5u - 1) = 3(3u + 1), 10u−2=9u+310u - 2 = 9u + 3, u=5u = 5.

Ответ: 55

Проверьте себя

00

Потренируйте навык

Все задания на этот навык

Решать