Задача 3: лодка переплывает реку

Минимальное время, которое необходимо, чтобы переплыть в лодке реку, равно to. Ширина русла реки равна H. Скорость течения реки постоянна в любом месте русла и в β раз больше скорости лодки (β > 1), плывущей в стоячей воде.

  • Найдите скорость лодки в стоячей воде.
  • На какое расстояние снесет лодку за минимальное время переправы?
  • Определите наименьшее расстояние, на которое может снести лодку за время переправы.
  • Найдите время переправы лодки в том случае, когда ее сносит на минимальное расстояние.



Решение:

1.

vo =H .
to

2. Скорость течения реки:

u = βvo,
за время переправы лодку снесет на расстояние:
L = uto = βvoto.

рисунок3. Скорость лодки относительно системы координат, связанной с берегом, равна (в векторной форме!) v = u + vo (рис.). Из рисунка видно, что минимальное расстояние Lmin сноса лодки соответствует случаю, когда скорость лодки v (вектор) направлена по касательной к окружности радиуса vo. Из подобия треугольников скоростей и расстояний, имеющих общий угол α, получим:

Lmin=v,
Hvo
и так как vvo, находим:
 Lmin = hv= h •√(u2 − vo2)= H√(β2 − 1).
vovo

4. Время переправы лодки, когда ее сносит на минимальное расстояние, равно:

t = H= to= toβ.
vo cos αcos α√(β2 − 1)


Далее: шарик на поверхности линзы   [тема: многоступенчатые задачи]



Комментарии

Хочу уточнить второй пункт:

vo = H / to,

L = uto = ?voto = ?Hto / to = ?H,

L = ?H.

не понял выражения t = H / (vo cos α) !
а именно выражение vo cos α   — что это за скорость ?
Архангел, не понял, что Вы уточнили? Поменяли порядок некоторых действий, сделали это правильно, а уточнили что?

Dzaurov, время переправы равно отношению ширины (ось Y) реки к проекции скорости на ось (Y), направленную перпендикулярно к берегам. Вы думаете правильно.