Задачи › Относительность движения, сложение скоростей

Баллон, выпавший из лодки (вариант 3)

  1. Баллон, выпавший из лодки (вариант 3)

    «Шаг в будущее» 2017/18, 9 кл.
    5/10

    Из моторной лодки, двигавшейся по течению с собственной скоростью \(v = 20\) м/с выпал баллон. Водитель заметил потерю и сразу стал выполнять маневр, в процессе которого лодка, не сбавляя собственной скорости, приобрела ускорение \(a = 2\) м/с\(^2\) относительно берега, в результате маневра через некоторое время удалось подобрать выпавший баллон. Через какое время после выпадения баллона лодка удалилась от него на максимальное расстояние и чему оно равно?

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Скорость течения постоянна, поэтому в системе отсчёта воды лодка движется с постоянной по модулю скоростью и постоянным по модулю ускорением. Какая траектория у такого движения?

    Ответ

    \(l_{макс} = 2R = 400\) м;  \(t = \dfrac{\pi v}{a} \approx 31\) с.

    Решение

    Поскольку скорость течения постоянна, ускорение лодки относительно воды такое же, как и относительно берега. То есть относительно воды лодка движется по поверхности с постоянной по модулю скоростью и постоянным по модулю ускорением. Единственным движением, удовлетворяющим этому условию, является равномерное движение по окружности. Радиус окружности, очевидно, равен \[R = \frac{v^2}{a} = \frac{400~\text{м}^2/\text{с}^2}{2~\text{м}/\text{с}^2} = 200~\text{м}.\] Стало быть, в системе отсчёта воды лодка отдалится от баллона на максимальное расстояние, равное диаметру окружности: \(l_{макс} = 2R = 400\) м.

    Поскольку расстояние между телами не зависит от системы отсчёта, то таким же будет максимальное расстояние между лодкой и баллоном и в системе отсчёта берега.

    Время удаления на максимальное расстояние \[T = \frac{\pi R}{v} = \frac{\pi v}{a} \approx 31~\text{с}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи