Дощечки в канале
6/10Две одинаковые дощечки плывут вдоль берега по прямому широкому каналу, вода в котором течёт с постоянной скоростью, одинаковой по всей ширине канала. В некоторый момент времени им сообщили скорость относительно воды, равную по величине \(V_0 = 1\) м/с. При этом скорость первой дощечки оказалась перпендикулярной берегу в связанной с ним неподвижной системе отсчёта, а скорость второй дощечки оказалась перпендикулярной берегу в системе отсчёта, связанной с водой. Через достаточно большое время, когда движение дощечек относительно воды прекратилось, расстояние от первой дощечки до берега увеличилось на \(S_1 = 4\) м, а от второй — на \(S_2 = 5\) м. Найдите скорость течения воды в канале.
▶Показать разборСкрыть разбор
Ответ\(U = 0{,}6\) м/с.
РешениеВ системе отсчёта, связанной с водой, дощечки проплывут до полной остановки одинаковое расстояние. Поскольку вторая дощечка движется в этой системе отсчёта перпендикулярно берегу, это расстояние как раз и равно \(S_2\). Следовательно, первая дощечка сместилась тоже на расстояние \(S_2\), и при этом её смещение перпендикулярно берегу составило \(S_1\) (см. рис. 1.27).

Следовательно, смещение первой дощечки параллельно берегу равно \(\sqrt{S_2^2 - S_1^2}\). Угол \(\alpha\) между скоростями дощечек в системе отсчёта, связанной с водой, определяется из соотношения: \[\sin\alpha = \dfrac{\sqrt{S_2^2 - S_1^2}}{S_2}.\] При переходе в систему отсчёта, связанную с берегом, начальные скорости дощечек \(\vec V_0\) складываются со скоростью течения воды в канале \(\vec U\). Следовательно, для первой дощечки \[U = V_0\sin\alpha = \dfrac{V_0\sqrt{S_2^2 - S_1^2}}{S_2} = \dfrac{1\text{ м/с}\cdot\sqrt{25\text{ м}^2 - 16\text{ м}^2}}{5\text{ м}} = 0{,}6\text{ м/с}.\]
Похожие задачи
- Переправа через два рукава реки ВсОШ 1995/96, 10 кл.
- Переправа через реку ВсОШ 1995/96, 9 кл.
- Лодка в потоке реки ВсОШ 2000/01, 11 кл.
- Велосипедисты и ветер МОШ 2006/07, 8 кл.
- Грибник и «точка прицела» СПбГУ 2010/11, 10 кл.
- Лодка в реке МОШ 2011/12, 9 кл.