Bài tập số 4, trang 49 SGK Toán 8 Tập 2 (Cánh Diều), là bài toán phức tạp về chuyển động, yêu cầu học sinh lập phương trình dựa trên sự kiện hai xe gặp nhau sau khi một xe đã đi hết quãng đường và quay đầu. Điểm mấu chốt là phải tính toán chính xác tổng thời gian di chuyển của xe thứ hai (bao gồm cả thời gian nghỉ).
Hai ô tô khởi hành cùng một lúc để đi từ Huế vào Đà Nẵng. Tốc độ xe thứ nhất là 40 km/h, tốc độ xe thứ hai là 60 km/h. Xe thứ hai đến Đà Nẵng nghỉ nửa giờ rồi quay lại Huế thì gặp xe thứ nhất ở vị trí cách Đà Nẵng 10 km.
Tính quãng đường Huế - Đà Nẵng.
Chọn Ẩn: Gọi $x$ là độ dài quãng đường Huế - Đà Nẵng ($\text{km}$).
Thời điểm Gặp nhau: Hai xe khởi hành cùng lúc và gặp nhau sau cùng một khoảng thời gian $T$ (tính từ lúc xuất phát).
Thời gian xe 1 ($T_1$): Xe 1 đi quãng đường $x - 10 \text{ km}$ với tốc độ $40 \text{ km/h}$.
Thời gian xe 2 ($T_2$): Xe 2 đi quãng đường $x \text{ km}$ (đến Đà Nẵng) + thời gian nghỉ ($1/2 \text{ giờ}$) + quãng đường $10 \text{ km}$ (quay lại) với tốc độ $60 \text{ km/h}$.
Lập Phương trình: $T_1 = T_2$.
Gọi độ dài quãng đường Huế - Đà Nẵng là x (km), điều kiện x > 10
Thời gian xe thứ hai đi hết quãng đường là $\frac{x}{60}$ (giờ)
Thời gian xe thứ hai đi 10 km là $\frac{10}{60}=\frac{1}{6}$ (giờ)
Vì xe thứ hai nghỉ nửa tiếng nên tổng thời gian xe thứ hai đã đi từ lúc xuất phát tới lúc hai xe gặp nhau là:
$\frac{x}{60}+\frac{1}{2}+\frac{1}{6}$ (giờ)
Quãng đường xe thứ nhất đã đi cho đến khi gặp nhau là x – 10 (km)
Thời gian xe thứ nhất đi cho đến lúc hai xe gặp nhau là: $\frac{x-10}{40}$(giờ)
Vì thời gian hai xe đi là như nhau nên ta có phương trình:
$\frac{x}{60}+\frac{1}{2}+\frac{1}{6}$ $=\frac{x-10}{40}$
$\frac{2x}{120}+\frac{60}{120}+\frac{20}{120}$ $=\frac{3(x-10)}{120}$
2x + 60 + 20 = 3(x – 10)
2x + 80 = 3x – 30
2x – 3x = –30 – 80
–x = –110
x = 110 (thoả mãn điều kiện)
Vậy quãng đường Huế - Đà Nẵng dài 110 km.
Bài toán chuyển động phức tạp được giải quyết bằng việc lập phương trình dựa trên nguyên tắc thời gian bằng nhau giữa hai xe ($T_1 = T_2$). Tổng thời gian di chuyển của xe thứ hai phải bao gồm cả thời gian nghỉ nửa giờ. Phương trình $\frac{x - 10}{40} = \frac{x}{60} + \frac{1}{2} + \frac{1}{6}$ cho kết quả quãng đường Huế - Đà Nẵng là $\mathbf{110 \text{ km}}$.
• Xem thêm: