Решение:
Дано:
- Время движения катера по течению: \( t_1 = 8 \) мин
- Время движения катера по озеру (без течения): \( t_2 = 12 \) мин
Найти:
- а) время движения плота по течению: \( t_{плот} \)
- б) время движения катера против течения: \( t_{против} \)
Формулы:
- Скорость течения: \( v_{течения} = \frac{v_{по течению} - v_{против течения}}{2} \)
- Собственная скорость катера: \( v_{собственная} = \frac{v_{по течению} + v_{против течения}}{2} \)
Шаг 1: Обозначим переменные.
- Пусть \( S \) — расстояние между пристанями.
- Пусть \( v_к \) — собственная скорость катера.
- Пусть \( v_т \) — скорость течения.
- Скорость катера по течению: \( v_{по теч} = v_к + v_т \)
- Скорость катера против течения: \( v_{против} = v_к - v_т \)
- Скорость плота равна скорости течения: \( v_{плот} = v_т \)
Шаг 2: Выразим скорости через время и расстояние.
- Из условия известно, что расстояние \( S \) катер проплывает по течению за 8 мин, а по озеру (без течения) за 12 мин.
- \( S = (v_к + v_т) \cdot t_1 \)
- \( S = v_к \cdot t_2 \)
- Отсюда \( v_к \cdot t_2 = (v_к + v_т) \cdot t_1 \)
- \( v_к \cdot 12 = (v_к + v_т) \cdot 8 \)
- \( 12 v_к = 8 v_к + 8 v_т \)
- \( 4 v_к = 8 v_т \)
- \( v_к = 2 v_т \)
Шаг 3: Найдем время движения плота.
Плот движется со скоростью течения \( v_т \). Расстояние \( S \) он проплывет за время \( t_{плот} \):
- \( S = v_{плот} \cdot t_{плот} \)
- \( S = v_т \cdot t_{плот} \)
Мы знаем, что \( S = v_к \cdot t_2 = v_к \cdot 12 \). Подставим \( v_к = 2 v_т \):
- \( S = (2 v_т) \cdot 12 = 24 v_т \)
Теперь приравняем выражения для \( S \):
- \( v_т \cdot t_{плот} = 24 v_т \)
- \( t_{плот} = 24 \) мин
Шаг 4: Найдем время движения катера против течения.
Скорость катера против течения: \( v_{против} = v_к - v_т \). Подставим \( v_к = 2 v_т \):
- \( v_{против} = 2 v_т - v_т = v_т \)
Время движения против течения \( t_{против} \):
- \( S = v_{против} \cdot t_{против} \)
- \( S = v_т \cdot t_{против} \)
Мы уже нашли, что \( S = 24 v_т \).
- \( v_т \cdot t_{против} = 24 v_т \)
- \( t_{против} = 24 \) мин
Ответ: а) плот проплывет расстояние за 24 минуты; б) катер против течения реки проплывет за 24 минуты.