Вопрос:

Рыбак на моторной лодке переправляется через реку. При этом скорость лодки относительно воды перпендикулярна скорости течения и равна 2 м/с. Ширина реки 60 м, скорость течения 1 м/с. На рисунке 2.6 схематически показаны некоторые положения лодки во время переправы. а) Чему равен модуль скорости лодки относительно берега? б) За какое время рыбак переправится через реку? в) На какое расстояние вдоль берега снесёт лодку за время переправы? г) Чему равен угол между направлением скорости лодки относительно берега и перпендикуляром к берегу? д) Чему равен модуль перемещения лодки относительно берега за время переправы?

Ответ:

Решение задачи:

а) Модуль скорости лодки относительно берега можно найти как гипотенузу прямоугольного треугольника, где катеты – это скорость лодки относительно воды и скорость течения:

$$v = \sqrt{v_{лодки}^2 + v_{течения}^2} = \sqrt{2^2 + 1^2} = \sqrt{5} \approx 2.24 \text{ м/с}$$

б) Время переправы зависит только от скорости лодки относительно воды и ширины реки:

$$t = \frac{S}{v_{лодки}} = \frac{60 \text{ м}}{2 \text{ м/с}} = 30 \text{ с}$$

в) Расстояние, на которое снесет лодку вдоль берега, определяется скоростью течения и временем переправы:

$$L = v_{течения} \cdot t = 1 \text{ м/с} \cdot 30 \text{ с} = 30 \text{ м}$$

г) Угол между направлением скорости лодки относительно берега и перпендикуляром к берегу можно найти через тангенс угла:

$$\tan(\alpha) = \frac{v_{течения}}{v_{лодки}} = \frac{1}{2}$$ $$\alpha = \arctan(\frac{1}{2}) \approx 26.57^\circ$$

д) Модуль перемещения лодки относительно берега – это гипотенуза прямоугольного треугольника, где катеты – ширина реки и расстояние, на которое снесло лодку:

$$d = \sqrt{S^2 + L^2} = \sqrt{60^2 + 30^2} = \sqrt{3600 + 900} = \sqrt{4500} = 30\sqrt{5} \approx 67.08 \text{ м}$$

Ответ:

  • a) Модуль скорости лодки относительно берега: $$2.24 \text{ м/с}$$
  • б) Время переправы: $$30 \text{ с}$$
  • в) Расстояние, на которое снесет лодку: $$30 \text{ м}$$
  • г) Угол между направлением скорости и перпендикуляром: $$26.57^\circ$$
  • д) Модуль перемещения лодки: $$67.08 \text{ м}$$
Смотреть решения всех заданий с листа

Похожие