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?
答
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°
m=300m.180 0.6
渡河时间为:t=
=xmin v合
=xmin
v12−v22
s=150s.300 2
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.