Задачи › Относительность движения, сложение скоростей

Флажок на верёвке

  1. Флажок на верёвке

    ВсОШ 2000/01, 9 кл.
    4/10

    С высокого берега озера за верёвку подтягивают лодку. К верёвке привязан флажок (см. рисунок). В момент, когда флажок оказался в точке \(C\) посередине между \(A\) и \(B\), верёвка была направлена под углом \(\alpha = 60^\circ\) к горизонту. Найдите скорость флажка в этот момент, если известно, что скорость лодки \(u = 1\) м/с.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    \(v = u\sqrt{\cos^2\alpha + \dfrac{1}{4}\sin^2\alpha} \approx 0{,}66\) м/с.

    Решение

    Рассмотрим проекции скорости флажка в точке \(C\) на направления вдоль верёвки и перпендикулярно ей (рис. 72):

    Рисунок

    \[v_{\text{п}} = u_{\text{п}} = u\cos\alpha,\] где \(u_{\text{п}}\) — проекция скорости лодки на направление \(AB\).

    В системе отсчёта, движущейся со скоростью \(v_{\text{п}}\), нос лодки (точка \(B\)) и флажок в данный момент времени движутся вокруг общего центра (точки \(A\) на берегу) со скоростями \(u_L\) и \(v_L\) соответственно. Так как \(\dfrac{AB}{AC} = 2\), то \[v_L = \dfrac{1}{2}u_L = \dfrac{1}{2}u\sin\alpha.\] Тогда \[v = \sqrt{v_{\text{п}}^2 + v_L^2} = u\sqrt{\cos^2\alpha + \dfrac{1}{4}\sin^2\alpha} \approx 0{,}66\text{ м/с}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи