Продължете към съдържанието

7.26.1 Теория Задачи от движение

    Задачите от движение често изглеждат плашещи поради дългия си текст, но всъщност следват един и същ ясен шаблон.

    Цялата математика зад тези задачи се крепи на една основна формула и една таблица, която организира данните.

    1. Основната формула

    $$S = v \cdot t$$
    • $S$ — изминатото разстояние (път), обикновено в километри ($\text{km}$) или метри ($\text{m}$).

    • $v$ — скоростта на движение, в $\text{km/h}$ или $\text{m/s}$.

    • $t$ — времето за движение, в часове ($\text{h}$) или минути ($\text{min}$).

    От тук произлизат и другите две форми: $t = \frac{S}{v}$ и $v = \frac{S}{t}$.

    2. Трите основни типа задачи

    Почти всяка задача от движение в 7. клас пада в една от следните три категории:

    Тип задача Схема на движение Връзка между пътищата
    1. Един срещу друг (Среща) $A \xrightarrow{\hspace{1cm} S_1 \hspace{1cm}} \star \xleftarrow{\hspace{1cm} S_2 \hspace{1cm}} B$

    $S_1 + S_2 = S_{AB}$

     

    (Сборът от изминатите пътища е равен на цялото разстояние)

    2. Един след друг (Настигане) $A \xrightarrow[\hspace{2cm} S_2 \hspace{2cm}]{\xrightarrow{\hspace{1cm} S_1 \hspace{1cm}} \text{Настигане}} B$

    $S_1 = S_2$

     

    (В момента на настигането и двамата са изминали еднакъв път)

    3. Движение по река По течението / Срещу течението

    $v_{\text{по}} = v_{\text{собств}} + v_{\text{теч}}$

     

    $v_{\text{срещу}} = v_{\text{собств}} – v_{\text{теч}}$

    3. Пример: Решаване стъпка по стъпка

    Да разгледаме типична задача за настигане:

    Автомобил тръгва от град $A$ за град $B$ със скорост $60 \text{ km/h}$. $1$ час по-късно след него от $A$ тръгва мотоциклетист със скорост $80 \text{ km/h}$. След колко часа мотоциклетистът ще настигне автомобила?

    1.1. Избор на неизвестно (x):Търсеното време.

    Означаваме времето на мотоциклетиста с $x \text{ h}$ ($t_2 = x$).

    Тъй като автомобилът е тръгнал $1$ час по-рано, той е пътувал с $1$ час повече: $t_1 = (x + 1) \text{ h}$.

    2.2. Изразяване на пътя S:Попълване на 3×3 таблица.

    Попълваме известните скорости и изразяваме пътя чрез $S = v \cdot t$:

    • Автомобил: $v_1 = 60 \text{ km/h}$, $t_1 = x + 1 \implies \mathbf{S_1 = 60(x + 1)}$

    • Мотоциклетист: $v_2 = 80 \text{ km/h}$, $t_2 = x \implies \mathbf{S_2 = 80x}$

    3.3. Съставяне на уравнението:Уравнение за настигане.

    Тъй като мотоциклетистът настига автомобила, изминатите от тях пътища са равни ($S_1 = S_2$):

    $$60(x + 1) = 80x$$

    4.4. Решаване и преглед:Намиране на x.

    $$60x + 60 = 80x \implies 20x = 60 \implies x = 3 \text{ h}$$

    Мотоциклетистът ще настигне автомобила след $3$ часа.

    4. Двата най-чести капана, за които да внимаваш

    Капан 1: Превръщане на минути в часове

    Скоростта почти винаги е дадена в $\text{km/h}$. Ако в условието има минути (например почивка от $15 \text{ min}$ или закъснение от $20 \text{ min}$), задължително ги превърни в часове чрез разделяне на $60$:

    $$20 \text{ min} = \frac{20}{60} \text{ h} = \frac{1}{3} \text{ h}$$

    Капан 2: Престой (почивка) по пътя

    Ако един обект е тръгнал в $8:00$, пристигнал е в $11:00$, но е почивал $30 \text{ min}$, времето му в движение е:

    $$t = 3 \text{ h} – \frac{1}{2} \text{ h} = 2.5 \text{ h}$$

    В формулата $S = v \cdot t$ винаги участва само времето, през което обектът реално се е движил!

    Б. Преминаване между различни мерни единици за скорост

    Тъй като скоростта е отношение на път спрямо време ($v = \frac{S}{t}$), всяка единица за скорост е просто комбинация от единица за разстояние в числителя и единица за време в знаменателя.

    1. Универсалното правило за превръщане

    За да превърнеш от една единица за скорост в друга, просто заместваш числителя и знаменателя с техните равни стойности:

    1.1. Превърни единицата за път:Числител.

    Запиши мерната единица за разстояние от числителя в новата искана единица (напр. $1 \text{ km} = 1000 \text{ m}$).

    2.2. Превърни единицата за време:Знаменател.

    Запиши мерната единица за време от знаменателя в новата искана единица (напр. $1 \text{ h} = 3600 \text{ s}$).

    3.3. Раздели и съкрати дробта:Опростяване.

    Замести двете нови стойности в дробта и съкрати числото.

    2. Златното правило: Преминаване между $\text{km/h}$ и $\text{m/s}$

    Това е най-честата трансформации във физиката и математиката.

    Тъй като $1 \text{ km} = 1000 \text{ m}$ и $1 \text{ h} = 3600 \text{ s}$:

    $$1 \text{ km/h} = \frac{1000 \text{ m}}{3600 \text{ s}} = \frac{1}{3.6} \text{ m/s}$$

    Оттук се ражда „магическото“ число $3.6$:

    • От $\text{km/h}$ към $\text{m/s}$: Делим на $3.6$ (или умножаваме по $\frac{5}{18}$)

    • От $\text{m/s}$ към $\text{km/h}$: Умножаваме по $3.6$ (или умножаваме по $\frac{18}{5}$)

    Бързи примери:

    • $72 \text{ km/h}$ към $\text{m/s}$:

      $$72 \div 3.6 = 20 \text{ m/s}$$
    • $15 \text{ m/s}$ към $\text{km/h}$:

      $$15 \cdot 3.6 = 54 \text{ km/h}$$

    3. Таблица за бърза ориентация (Често срещани стойности)

    Някои стойности се появяват толкова често в задачите, че е удобно да се разпознават веднага:

    km/h Calculation m/s Къде се среща?
    $18 \text{ km/h}$ $18 \div 3.6$ $5 \text{ m/s}$ Велосипедист
    $36 \text{ km/h}$ $36 \div 3.6$ $10 \text{ m/s}$ Градско шофиране / Спринтьор
    $54 \text{ km/h}$ $54 \div 3.6$ $15 \text{ m/s}$ Автобус / Обикновен влак
    $72 \text{ km/h}$ $72 \div 3.6$ $20 \text{ m/s}$ Автомобил на извънградски път
    $90 \text{ km/h}$ $90 \div 3.6$ $25 \text{ m/s}$ Бърз влак / Движение по шосе
    $108 \text{ km/h}$ $108 \div 3.6$ $30 \text{ m/s}$ Движение по магистрала

    4. Други чести преобразувания в 7. клас

    В задачите за движение понякога се използват единици като $\text{m/min}$ (метри в минута), особено когато пешеходци или плувци се движат за кратки времена:

    • От $\text{m/s}$ към $\text{m/min}$: Тъй като в $1 \text{ min}$ има $60 \text{ s}$, умножаваме по $60$.

      $$2 \text{ m/s} = 2 \cdot 60 = 120 \text{ m/min}$$
    • От $\text{km/h}$ към $\text{m/min}$:

      $$1 \text{ km/h} = \frac{1000 \text{ m}}{60 \text{ min}} = \frac{50}{3} \text{ m/min} \approx 16.67 \text{ m/min}$$

      (Например $60 \text{ km/h} = 60 \cdot \frac{1000}{60} = 1000 \text{ m/min}$)

    Важен съвет за текстови задачи: Преди да съставиш уравнение от вида $S = v \cdot t$, винаги проверявай дали единиците съвпадат! Ако времето е в часове, скоростта трябва да е в $\text{km/h}$. Ако времето е в секунди, скоростта трябва да е в $\text{m/s}$.

    © София-Мат ЕООД











    Kурсове и подготовка по математика, БЕЛ и английски: добрият начин да учим

    Copy link
    URL has been copied successfully!