设河面宽为180m,水流速度v1=2.5m/s,一人乘船以相对于河水的速度v2=1.5m/s划船渡河,若要使船渡河位移最短,应如何调整船的航向?最短位移多大?需时多少?

问题描述:

设河面宽为180m,水流速度v1=2.5m/s,一人乘船以相对于河水的速度v2=1.5m/s划船渡河,若要使船渡河位移最短,应如何调整船的航向?最短位移多大?需时多少?

当合速度的方向与垂直河岸方向的夹角最小时,渡河位移最短.此时静水速与合速度垂直.
设静水速与河岸方向的夹角为θ,则有:cosθ=

v2
v1
1.5
2.5
3
5

解得:θ=53°.
则合速度方向与河岸方向的夹角为37°,最短位移为:xmin
d
sin37°
180
0.6
m=300m

渡河时间为:t=
xmin
v
xmin
v12v22
300
2
s=150s

答:欲使船沿最短路径到达对岸,船应与河岸成53°偏向上游,渡河时间为150s,最短位移为300m.