ФИЗИКА · КИНЕМАТИКА

Творческое задание

Движение робота
по координатной плоскости

Математическая модель маршрута от точки A до точки D

A(0; 0)B(60; 40)C(120; 40)D(180; 0)xy
4 контрольные точки3 участка движения2 остановки
01 / ГЕОМЕТРИЯ МАРШРУТА

Два диагональных участка
имеют одинаковую длину

Расстояние между точками на координатной плоскости вычисляем по теореме Пифагора.

s = √[(x₂ − x₁)² + (y₂ − y₁)²]
A → B72,11 м

√(60² + 40²) = √5200

B → C60 м

Горизонтальный участок

C → D72,11 м

√(60² + 40²) = √5200

ОБЩАЯ ДЛИНА МАРШРУТА204,22 м

72,11 + 60 + 72,11

02 / ВРЕМЯ ДВИЖЕНИЯ

Движение занимает
около 17,22 секунды

Для каждого участка делим длину пути на заданную скорость: t = s / v.

УчастокНачало → конецПутьСкоростьВремя
A–B(0; 0) → (60; 40)72,11 м10 м/с7,21 с
B–C(60; 40) → (120; 40)60 м15 м/с4,00 с
C–D(120; 40) → (180; 0)72,11 м12 м/с6,01 с
СУММА ВРЕМЕНИ ДВИЖЕНИЯ

7,211 + 4,000 + 6,009

17,22 с
03 / ПОЛНОЕ ВРЕМЯ

С остановками маршрут
длится 27,22 секунды

Робот делает паузу в точках B и C. Каждая остановка добавляет по 5 секунд.

A–B7,21 с
Пауза B5 с
B–C4,00 с
Пауза C5 с
C–D6,01 с
Движение — 17,22 с Остановки — 10,00 с
Полное время работы программы17,22 + 5 + 5 = 27,22 с
04 / ИЗМЕНЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ

Скорость и паузы меняют
итоговое время маршрута

Сравниваем каждый новый вариант с исходными 27,22 секунды.

ВАРИАНТ 1 · A–B БЫСТРЕЕ ВДВОЕ23,61 с

Скорость: 10 → 20 м/с
Время A–B: 7,21 → 3,61 с

Экономия 3,61 с
ВАРИАНТ 2 · ПАУЗЫ ПО 10 С37,22 с

Остановка B: 5 → 10 с
Остановка C: 5 → 10 с

На 10,00 с дольше

Длина пути в обоих случаях остаётся прежней: 204,22 м.

05 / ИССЛЕДОВАНИЕ СКОРОСТИ

Ускорение A–B на 20%
даёт наибольшую экономию

На каждом участке новую скорость принимаем равной 1,2v.

Экономия времени = t − t / 1,2 = t / 6
A–B
1,20 с
B–C
0,67 с
C–D
1,00 с
Почему A–B?При одинаковом росте скорости выигрыш больше там, где робот изначально едет дольше всего.
06 / ВЫВОД

Средняя скорость зависит
от учёта остановок

Общий путь делим на выбранное время: только движение или весь маршрут.

ТОЛЬКО В ДВИЖЕНИИ11,86 м/с

204,22 м / 17,22 с

С УЧЁТОМ ОСТАНОВОК7,50 м/с

204,22 м / 27,22 с

Если ускорить A–B вдвое8,65 м/с
Если остановки длятся по 10 с5,49 м/с
Маршрут остаётся длиной 204,22 м; скорость и остановки определяют, сколько времени займёт его прохождение.
Сделано на ХостAI