Две самоходные баржи равномерно движутся перпендикулярно друг другу по озеру. Скорость первой V1=3м/с, V2=4м/с. На баржах установлены измерители скорости ветра. Из измерений получилось, что на первой барже скорость ветра не при...
Две самоходные баржи равномерно движутся перпендикулярно друг другу по озеру. Скорость первой V1=3м/с, V2=4м/с. На баржах установлены измерители скорости ветра. Из измерений получилось, что на первой барже скорость ветра не привышала V1, а на второй V2. Вопросы: 1)max скорость ветра относительно озера?; 2) Какой угол составляла скорость первой баржи с направлением ветра, когда скорость ветра была max относительно озёра?
Ответ(ы) на вопрос:
Гость
При сложении относительной скорости ветра со скоростью баржи получается собственная скорость ветра. Это показано на иллюстрации к решению задачи векторами [latex] \overline{ V }_{Bmp} [/latex] и [latex] \overline{ V }_{omH} \ . [/latex]
Легко понять, что множество таких возможных векторов скорости ветра [latex] \overline{ V }_{Bmp} [/latex] ограниченно окружностью радиуса [latex] V_1 [/latex] с центром в конце вектора [latex] \overline{ V }_1 \ . [/latex]
Аналогично можно понять, что множество тех же возможных векторов скорости ветра [latex] \overline{ V }_{Bmp} [/latex] ограниченно окружностью радиуса [latex] V_2 [/latex] с центром в конце вектора [latex] \overline{ V }_2 \ . [/latex]
Откуда видно, что максимальная скорость ветра [latex] \overline{ V }_{max} [/latex] определяется условиями, наложенными на множество точек возможных векторов. И её значение можно найти геометрически из прямоугольных треугольников.
Гипотенуза [latex] | \Delta \overline{ V } | [/latex] прямоугольного треугольника с катетами [latex] V_1 [/latex] и [latex] V_2 [/latex] равна пяти.
[latex] | \Delta \overline{ V } | = \sqrt{ V_1^2 + V_2^2 } \ ; [/latex]
Двойная площадь этого треугольника равна:
[latex] 2S = V_1 V_2 \ ; [/latex]
С другой стороны двойная площадь этого треугольника равна произведению гипотенузы на половину искомого вектора максимальной скорости ветра (являющуюся высотой к гипотенузе):
[latex] 2S = V_1 V_2 = \frac{V_{max}}{2} \cdot | \Delta \overline{ V } | \ ; [/latex]
[latex] V_{max} = \frac{ 2 V_1 V_2 }{ \sqrt{ V_1^2 + V_2^2 } } = \frac{ 2 }{ \sqrt{ 1/V_1^2 + 1/V_2^2 } } [/latex] – средне-квадратично-гармоническое.
Угол между баржей и максимальным ветром найдём из того же прямоугольного треугольника, через угол между красным катетом и высотой, который из подобия равен углу между векторами [latex] \overline{V}_2 [/latex] и гипотенузой [latex] \Delta \overline{ V } [/latex]
[latex] tg{ \varphi } = \frac{V_1}{V_2} \ ; [/latex]
1) [latex] V_{max} = \frac{ 2 }{ \sqrt{ 1/V_1^2 + 1/V_2^2 } } \approx \frac{ 2 }{ \sqrt{ 1/9 + 1/16 } } = 4.8 [/latex] м/с
2) [latex] \varphi = arctg{ \frac{V_1}{V_2} } \approx arctg{ \frac{3}{4} } \approx 36^o 52' \ . [/latex]
Не нашли ответ?
Похожие вопросы