(качественный анализ)
Так как скорость мальчика составляет долю 0,6 от скорости течения реки, то перемещение мальчика не может быть направлено перпендикулярно течению реки. В этом можно убедится, сделав следующие построения. Обозначим скорость течения u (на рисунке направлена горизонтально, 5 клеточек), скорость мальчика относительно реки обозначи v₀ (v₀=nu, по условию задачи n=0,6; однако стоит отметить, что в конце задачи получим формулу для решения любого n, при условии, что 0оптимальная стратегия!). Итак, мы получили прямоугольный треугольник АВС, в котором ΔX=BC (смещение, которое нужно найти), L=AC (ширина реки, по условию 120 м) и AB (перемещение мальчика относительно берега),
Решение:
1. Введем прямоугольную систему координат. Ось Оу направлена перпендикулярно течению, Ох - вдоль реки.
2. Мальчик участвует в двух движениях одновременно: он перемещается вдоль берега (Ох) со скоростью V*cosα = u - v₀*cosα, и он плывет перпендикулярно течению (Оу) со скоростью v₀*sinα.
Пусть время t - время за которое мальчик переплывет реку. Так как он плывет равномерно прямолинейно, то согласно законам кинематики:
ΔX=(u-v₀*cosα)t (1)
L=v₀*sinα*t (2)
3. Так как направление скорости V совпадает с касательной, то по св-ву касательной вектор V перпендикулярен вектору v₀. Таким образом u*cosα=v₀.
С другой стороны v₀=nu, значит cosα=n, согласно осн. тригонометрическому тождеству: sinα=√1-
4. Из равенств 1 и 2 следует, что:
((u-v₀*cosα)*L) / (v₀*sinα)=ΔX
И в итоге:
ΔX = (L/n) * √
В нашем случае:
ΔX = 160 м
Напоминаю, что полученная формула справедлива для любого 0
Ответ: 160 м
