На какой угол надо отклониться от перпендикуляра к течению реки и сколько времени плыть на лодке, чтобы переплыть реку перпендикулярно течению, если скорость лодки относительно воды 3 м/с, а скорость течения 1,5 м/с? Ширина русла реки 400 м.
от

1 Ответ

Дано:  
- скорость лодки относительно воды (Vb) = 3 м/с  
- скорость течения реки (Vt) = 1,5 м/с  
- ширина русла реки (d) = 400 м  

Найти:  
- угол отклонения от перпендикуляра к течению реки (α)  
- время, необходимое для переправы через реку (t)

Решение:

1. Для того чтобы плыть перпендикулярно к течению реки, необходимо отклониться от перпендикуляра на угол α.

2. Разделим скорость лодки на две составляющие:
   - Vb_perp – компонент скорости лодки, направленный перпендикулярно течению
   - Vb_par – компонент скорости лодки, направленный по течению

Используем тригонометрические функции:
- Vb_perp = Vb * cos(α)
- Vb_par = Vb * sin(α)

3. Чтобы лодка не унесло вниз по течению, горизонтальная составляющая должна компенсировать скорость течения:
   Vb_par = Vt
   Vb * sin(α) = Vt

Подставляем известные значения:
3 * sin(α) = 1,5  

4. Находим sin(α):
sin(α) = 1,5 / 3
sin(α) = 0,5

5. Находим угол α:
α = arcsin(0,5) = 30°

6. Теперь найдем компоненту скорости лодки, которая направлена перпендикулярно течению:
Vb_perp = Vb * cos(α)
Vb_perp = 3 * cos(30°)
cos(30°) = sqrt(3)/2 ≈ 0,866

Vb_perp = 3 * 0,866 ≈ 2,598 м/с

7. Теперь можем найти время t, необходимое для переправы через реку:
t = d / Vb_perp
t = 400 / 2,598 ≈ 154,62 с

Ответ:  
Угол отклонения от перпендикуляра к течению реки составляет 30°, время, необходимое для переправы через реку, примерно 154,62 секунды.
от