Для решения этой задачи давайте обозначим скорость баржи в стоячей воде как \( v \) км/ч. Известно, что скорость течения реки составляет 5 км/ч.
Когда баржа движется по течению, её скорость составляет \( v + 5 \) км/ч, а когда она возвращается против течения, скорость будет \( v - 5 \) км/ч.
Теперь давайте рассчитаем время, которое баржа потратила на каждый из участков пути.
Время на путь вниз (по течению):
- Расстояние: 64 км
- Скорость: \( v + 5 \) км/ч
- Время: \( t_1 = \frac{64}{v + 5} \)
Время на путь вверх (против течения):
- Расстояние: 48 км
- Скорость: \( v - 5 \) км/ч
- Время: \( t_2 = \frac{48}{v - 5} \)
Согласно условию задачи, общее время в пути составило 8 часов: \[ t_1 + t_2 = 8 \]
Подставим выражения для \( t_1 \) и \( t_2 \): \[ \frac{64}{v + 5} + \frac{48}{v - 5} = 8 \]
Теперь найдем общий знаменатель и упростим уравнение: \[ \frac{64(v - 5) + 48(v + 5)}{(v + 5)(v - 5)} = 8 \] \[ \frac{64v - 320 + 48v + 240}{(v + 5)(v - 5)} = 8 \] \[ \frac{112v - 80}{(v + 5)(v - 5)} = 8 \]
Теперь умножим обе стороны на \((v + 5)(v - 5)\): \[ 112v - 80 = 8(v^2 - 25) \] \[ 112v - 80 = 8v^2 - 200 \]
Преобразуем уравнение: \[ 8v^2 - 112v - 120 = 0 \]
Разделим все коэффициенты на 8 для упрощения: \[ v^2 - 14v - 15 = 0 \]
Теперь решим данное квадратное уравнение, используя формулу дискриминанта: \[ D = b^2 - 4ac = (-14)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-15) = 196 + 60 = 256 \]
Находим корни: \[ v = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{14 \pm 16}{2} \]
Теперь вычислим:
- \( v_1 = \frac{30}{2} = 15 \) км/ч
- \( v_2 = \frac{-2}{2} = -1 \) км/ч (это значение не подходит, так как скорость не может быть отрицательной)
Таким образом, собственная скорость баржи составляет \( 15 \) км/ч.