Переправа через реку за наименьшее время
3/10Пловец переплывает через реку шириной \(d = 100\) м за наименьшее время \(\tau = 100\) с. За это время течение сносит его на \(S = 200\) м. Снос — это расстояние, на которое сместится пловец вдоль реки к моменту достижения противоположного берега. В подвижной системе отсчёта, связанной с водой, пловец движется с постоянной скоростью.
Найдите скорость \(V\) течения реки.
Найдите скорость \(u\) пловца в подвижной системе отсчёта, связанной с водой.
Найдите продолжительность \(T\) заплыва, в котором снос будет минимальным.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаПри самом быстром заплыве скорость пловца относительно воды перпендикулярна берегу. Какой путь проходит пловец поперёк реки и какой вдоль неё за время \(\tau\)?
Ответ1) \(V = 2\) м/с; 2) \(u = 1\) м/с; 3) \(T = \dfrac{200}{\sqrt{3}} \approx 115\) с.
Решение1) При минимальном времени заплыва скорость пловца относительно воды перпендикулярна берегу. Тогда \(V = \dfrac{S}{\tau} = 2\) м/с.
2) \(u = \dfrac{d}{\tau} = 1\) м/с.
3) Скорость \(\vec v_1\) пловца относительно берега. Снос минимален, если угол \(\alpha\) между \(\vec V\) и \(\vec v_1\) максимален, т.е. \(\vec v_1 \perp \vec u\). Тогда \(\sin\alpha = \dfrac{u}{V} = 0{,}5\), \(\alpha = 30^\circ\). Из треугольника скоростей \[T = \frac{d}{u\cos\alpha} = \frac{200}{\sqrt{3}} \approx 115~\text{с}.\]
Похожие задачи
- Пароход и плот «Бельчонок» 2014/15, 7 кл.
- Сколько плыть через реку: снос и время Физтех 2018/19, 9 кл.
- Лодка на переправе «Шаг в будущее» 2019/20, 11 кл.
- Максим и Аня на реке МОШ 2020/21, 7 кл.
- Волна на течении реки Росатом 2020/21, 9 кл.
- Маленький плот ВсОШ 2020/21, 9 кл.