Тема . Механика. Кинематика

.04 Относительность движения

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела механика. кинематика
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#25125

Пловец переплывает через реку шириной d = 100 м  за время τ =  220 c  . За это время течение сносит его на S = 200 м  . Скорость течения реки V = 0,5 м/ с  . Снос – это расстояние, на которое перемещается пловец вдоль реки к моменту достижения противоположного берега. В подвижной системе отсчета, связанной с водой, пловец движется с постоянной скоростью.
1. Найдите скорость u  пловца в подвижной системе отсчета, связанной с водой.
2. За какое наименьшее время T  пловец может пересечь реку?
(«Физтех», 2019, 9)

Источники: Физтех, 2019, 9

Показать ответ и решение

PIC

1) Перейдем в систему отсчета, связанную с водой, и разложим скорость пловца в этой системе отсчет на проекции. Перпендикулярно берегу пловец проплывает расстояние d  за время τ  , тогда:

d = u τ ⇒  u  =  d-
     ⊥      ⊥    τ

В системе отсчета, связанной с берегом, пловец проплывает вдоль реки расстояние S  за время τ  , скорость его вдоль берега при этом, исходя из правила сложения скоростей, равна

v∥ = u∥ + V

Тогда

S  = v∥τ ⇒  u∥ = S-−  V
                 τ

Воспользовавшись теоремой Пифагора, можем найти полную скорость пловца в системе отсчета, связанной с водой:

                 ∘ (-------)2----(--)2-
    ∘ -2----2-       S-            d-
u =   u∥ + u⊥ =      τ −  V   +    τ   ≈  0,61 м/с

2) В системе отсчёта, связанной с водой, пловец движется препендикулярно реке со скоростью u
  ⊥ :

                d
d = u⊥t ⇒  t = ---
               u⊥

Чтобы время было минимально, необходимо, чтобы скорость пловца перпендикулярно берегу была максимальна. Скорость пловца в этой системе отсчета постоянна и при этом равна:

    ∘  --------
u =    u2+ u2
        ∥    ⊥

Значит проекция скорости пловца перпендикулярно берегу максимальна тогда, когда проекция скорости вдоль берега равна нулю:

u⊥max =  u

Значит минимальное время переправы равно:

     d
T =  --= 164 с
     u
Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Скорость пловца разложена по проекциям и верно представлена в различных системах отсчета

1

Полуено выражение для скорости пловца в системе отсчета, связанной с водой

3

Вычислено значение скорости пловца в системе отсчета, связанной с водой

1

Описано условие для достижения минимального времени переправы

2

Получено верное выражение для минимального времени переправы

2

Вычислено значение минимального времени переправы

1

Максимальный балл

10

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!