Физика · 2025/26 · Заключительный этап

Два маршрута по узлам сетки

Условие

Рассмотрим шахматную доску как сетку, состоящую из 9×99\times9 узлов. По этой сетке движутся объекты. Оба путешественника стартуют одновременно из верхнего левого узла (0,0)(0,0). Скорость будем задавать в узлах в секунду. То есть, пробегая от узла с координатами (1,1)(1,1) до узла с координатами (1,3)(1,3) за 11 секунду, скорость будет 33 узла в секунду (узла/с). Нужно попасть в узел (8,8)(8,8). Есть два маршрута. Маршрут 1. Прямой маршрут: (0,0)→(8,0)→(8,8)(0,0)\to(8,0)\to(8,8) с переменной скоростью. На горизонтальном участке, (0,0)→(8,0)(0,0)\to(8,0): 55 узлов/с. На вертикальном участке: 33 узла/с. Обязательная остановка в (8,0)(8,0): 0,60{,}6 секунды. Маршрут 2. Обходной маршрут: (0,0)→(0,6)→(8,6)→(8,8)(0,0)\to(0,6)\to(8,6)\to(8,8), но с постоянной скоростью на всех участках: VV узлов/с. Определите: 1. При какой скорости VV (узла/с) Обходной маршрут станет выгоднее (быстрее) прямого? 2. Если V=4V=4 узла/с, определите, какова будет координата каждого путешественника через 33 секунды после старта (например: (8;0,3)(8;0{,}3)).

К условию
(0,0)(8,0)(8,8)(0,6)(8,6)Прямой: 5 и 3 узла/сОстановка: 0,6 сОбходной: V узлов/с
О задаче · 8 класс · баллы не подтверждены
Олимпиада
Бельчонок
Предмет / класс
Физика · 8 класс
Сезон / этап
2025/26 · Заключительный этап
Комплект
Вариант 1 · задача 2
Официальные баллыНе подтверждены
Сложность Popov Academy3/5 · предварительно

Для подготовки: 8 класс.

Записать идею

Личный черновик для заметок и расчётов. Он никуда не отправляется и не проверяется.

Подсказка 1

Пример с тремя узлами включает только два промежутка. Зафиксируйте перевод в длину до расчёта.

Подсказка 2

На прямом маршруте разделите часы на горизонтальное движение, остановку и вертикальное движение.

Разобрать решение по шагам
01

Явно примем условную шкалу скоростей

Пример условия предполагает подсчёт узлов вместе с обоими концами. Примем используемую далее трактовку: qq узлов/с означает q−1q-1 рёбер сетки за секунду. Тогда скорости на прямом маршруте равны 44 и 22 ребра/с, на обходном — V−1V-1. Это необычная договорённость, а не обычная единица линейной скорости.

02

Сравним времена полных маршрутов

Оба пути содержат по 1616 рёбер. Прямой маршрут занимает

T1=84+0,6+82=6,6 с.T_1=\frac84+0{,}6+\frac82=6{,}6\text{ с}.

Для обходного T2=16V−1T_2=\frac{16}{V-1}. При V>1V>1 условие T2<T1T_2<T_1 равносильно

V>1+166,6=11333≈3,424 узла/с.V>1+\frac{16}{6{,}6}=\frac{113}{33}\approx3{,}424\text{ узла/с}.

При равенстве времена одинаковы.

03

Положение на прямом маршруте

Горизонтальная часть закончится при t=2 сt=2\text{ с}. Остановка длится до t=2,6 сt=2{,}6\text{ с}. К моменту 3 с3\text{ с} путешественник уже движется вниз 0,4 с0{,}4\text{ с}, поэтому проходит 2⋅0,4=0,82\cdot0{,}4=0{,}8 ребра. Его координаты (8;0,8)(8;0{,}8). Здесь горизонтальная скорость прямого маршрута остаётся 44 ребра/с. В официальном решении во второй части вместо неё подставлено 33 ребра/с, откуда получилось (8;0)(8;0). Но изменение VV касается только обходного маршрута, поэтому такая подстановка не соответствует условию.

Промежуток времениДействие
0…2 с0\ldots2\text{ с}Доходит до (8,0)(8,0)
2…2,6 с2\ldots2{,}6\text{ с}Стоит в (8,0)(8,0)
2,6…3 с2{,}6\ldots3\text{ с}Идёт до (8;0,8)(8;0{,}8)
04

Положение на обходном маршруте

При V=4V=4 фактическая скорость по принятой шкале равна 33 ребра/с. За 2 с2\text{ с} путешественник проходит первые 66 рёбер до (0,6)(0,6), а за следующую секунду — ещё 33 ребра вправо. Его координаты (3,6)(3,6).

К этому шагу
(0,0)(8,0)(8,8)(0,6)(8,6)Прямой: 5 и 3 узла/сОстановка: 0,6 сОбходной: V узлов/с12t = 3 с; V = 4 узла/с1: (8; 0,8) 2: (3; 6)
Обе отметки относятся к одному моменту t = 3 с и принятой шкале узлов; остановка первого путешественника уже закончилась.
Ответ

В явно принятой шкале q↦q−1q\mapsto q-1 рёбер/с: V>11333≈3,424V>\frac{113}{33}\approx3{,}424 узла/с. Через 3 с3\text{ с} координаты: (8;0,8)(8;0{,}8) и (3,6)(3,6).

Главная идея

Единица скорости должна быть согласована с длиной пути; остановка имеет свой интервал на общей шкале времени.

Как заметить эту идею в другой задаче

Есть остановка на маршруте — сначала найдите момент её окончания, затем вычисляйте положение.

Возможная ошибка

Оставить путешественника в (8,0)(8,0) при t=3 сt=3\text{ с}, хотя остановка окончилась при 2,6 с2{,}6\text{ с}.

Источник и примечания

Официальный источник

PDF организатора · страницы 23 · задача 2 ↗

Бельчонок · 2025/26 · физика · 8 класс · заключительный этап · вариант 1.

Официальное решение · страницы 23, 24 ↗

Авторский разбор Popov Academy.

Можете объяснить решение своими словами?

Учебная схема