Консультация № 197338
07.12.2019, 20:39
0.00 руб.
0 2 1
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Очень прошу о помощи в решении задачи!
На противоположных берегах прямолинейного участка реки точно напротив друг друга находятся два человека. Они одновременно начинают движение: первый — бежит со скоростью V1=2 м/с вдоль берега реки по течению, второй — плывет на катере, максимальная скорость которого относительно воды V2=13 м/с. Ширина реки L=60 м. За какое минимальное время второй может догнать первого? Скорость течения u=7 м/с. Ответ выразить в секундах, округлив до целого числа.

Обсуждение

давно
Посетитель
403522
4
08.12.2019, 01:48
общий
Уважаемые эксперты, прошу, помогите! Второй день пытаюсь решить, всё неправильно. Сегодня последний день, когда можно отправить верный ответ.
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
08.12.2019, 03:24
общий
это ответ
Здравствуйте, Kristina!
Дано: V1 = 2м/с , V2 = 13м/с , u = 7м/с , L = 60 м.
Вычислить t
Особенность этой странной задачи в том, что бегун слишком медленный (инвалид, наверное?), он бежит медленнее обычного пешехода и медленнее течения реки (V1=2 м/с < u=7 м/с). Поэтому, если катер помчится к бегуну по кратчайшему пути перпендикулярно течению, то вода снесёт катер вниз по течению, и тогда катерщику, причалившему к противоположному берегу, придётся ждать бегуна или идти навстречу бегуну.

Я полагаю, вопрос "За какое минимальное время второй может догнать первого?" означает : "Под каким углом против течения должен плыть катер, чтобы в конце переправы оказаться в одной точке с бегуном?"

Можно разложить вектор скорости катера на продольную (вдоль течения) и поперечную составляющие в зависимости от курсового угла, затем взять производную функции длительности переправы от курсового угла, приравнять её к нулю и получить оптимальный угол курса. А можно решить проще, если сообразить, что оба человека должны двигаться с одинаковой скоростью вдоль реки, потому что они начали движение одновременно из позиции "точно напротив друг друга" и закончат путь в одной точке. Эта продольная скорость нам дана как V1=2 м/с.

Чтобы катер спускался по течению с такой же скоростью V1=2 м/с, он должен преодолеть течение u=7 м/с. Значит, продольная составляющая вектора скорости катера
V2t = V1 - u = -5 м/с (против течения).

Максимальная скорость катера относительно воды V2=13 м/с - это гипотенуза треугольника из 2х проекций скоростей катера вдоль и поперёк течения:
V22 = V2t2 + V2n2
Здесь V2n = [$8730$](V22 - V2t2) = [$8730$](169 - 25) = [$8730$]144 = 12 м/с - поперечная проекция скорости катера (поперёк реки).
С такой скоростью катер переправится ч-з реку за время
t = L / V2n = 60/12 = 5 сек. Катер - просто метеор!
Ответ : минимальное время гонки - 5 секунд.
5
Очень помогли и очень вовремя!
Форма ответа