Для решения задачи найдем скорость течения реки, учитывая скорости катера и время в пути.
Шаг 1: Запишем известные данные
- Скорость катера в стоячей воде \( V_{boat} = 6 \) км/ч.
- Расстояние между пристанями \( D = 24 \) км.
- Время в пути \( T_{total} = 9 \frac{2}{3} \) часа (это можно перевести в неправильную дробь: \( T_{total} = 9 + \frac{2}{3} = \frac{29}{3} \) часа).
- Время стоянки \( T_{stop} = 40 \) минут = \( \frac{40}{60} = \frac{2}{3} \) часа.
Шаг 2: Найдем время в пути без стоянки
Время, проведенное в пути полностью, составляет: \[ T_{way} = T_{total} - T_{stop} = \frac{29}{3} - \frac{2}{3} = \frac{27}{3} = 9 \text{ часов} \]
Шаг 3: Определим скорость течения реки
Обозначим скорость течения реки как \( V_{current} \). Когда катер движется вниз по течению, его скорость будет: \[ V_{down} = V_{boat} + V_{current} = 6 + V_{current} \] Когда катер возвращается против течения, его скорость будет: \[ V_{up} = V_{boat} - V_{current} = 6 - V_{current} \]
Шаг 4: Найдем время, потраченное на каждую часть пути
Время в пути вниз по течению (до следующей пристани): \[ T_{down} = \frac{D}{V_{down}} = \frac{24}{6 + V_{current}} \] Время в пути вверх по течению (обратно к первой пристани): \[ T_{up} = \frac{D}{V_{up}} = \frac{24}{6 - V_{current}} \]
Шаг 5: Запишем уравнение для общего времени в пути
Мы знаем, что: \[ T_{down} + T_{up} = 9 \text{ часов} \] Подставим выражения для времени: \[ \frac{24}{6 + V_{current}} + \frac{24}{6 - V_{current}} = 9 \]
Шаг 6: Упростим уравнение
Умножим обе части уравнения на общий знаменатель: \[ (6 + V_{current})(6 - V_{current}) \text{ (это } = 36 - V_{current}^2) \] Получим: \[ 24(6 - V_{current}) + 24(6 + V_{current}) = 9(36 - V_{current}^2) \]
Раскроем скобки: \[ 144 - 24V_{current} + 144 + 24V_{current} = 324 - 9V_{current}^2 \] Упростим это уравнение: \[ 288 = 324 - 9V_{current}^2 \]
Шаг 7: Решим уравнение
Переносим все в одну сторону: \[ 9V_{current}^2 = 324 - 288 \] \[ 9V_{current}^2 = 36 \] \[ V_{current}^2 = 4 \] \[ V_{current} = 2 \text{ км/ч} \]
Ответ
Скорость течения реки составляет \( 2 \) километра в час.