Для решения задачи нужно использовать формулу, связывающую скорость, время и расстояние. Мы знаем, что:
- Расстояние в оба конца равно 140 км.
- Скорость течения реки - 4 км/ч.
- На обратный путь потрачено на 2 часа меньше.
Давайте обозначим:
- \( v \) — скорость лодки в стоячей воде (км/ч).
- \( v_1 = v + 4 \) — скорость лодки по течению.
- \( v_2 = v - 4 \) — скорость лодки против течения.
Уравнения движения:
Время на путь по течению: \[ t_1 = \frac{140}{v + 4} \]
Время на путь против течения: \[ t_2 = \frac{140}{v - 4} \]
По условию, на обратный путь было затрачено на 2 часа меньше: \[ \frac{140}{v - 4} = \frac{140}{v + 4} - 2 \]
Решим уравнение:
- Приведем уравнение к общему знаменателю:
\[ \frac{140}{v + 4} - \frac{140}{v - 4} = 2 \]
- Преобразуем уравнение:
\[ \frac{140(v - 4) - 140(v + 4)}{(v + 4)(v - 4)} = 2 \]
\[ \frac{140v - 560 - 140v - 560}{v^2 - 16} = 2 \]
\[ \frac{-1120}{v^2 - 16} = 2 \]
- Умножим обе стороны на \( v^2 - 16 \) и решим квадратное уравнение:
\[ -1120 = 2(v^2 - 16) \]
\[ -1120 = 2v^2 - 32 \]
\[ 2v^2 = -1120 + 32 \]
\[ 2v^2 = -1088 \]
\[ v^2 = 544 \]
\[ v = \sqrt{544} \approx 23,3 \]
- Решение нужно округлить до целого, чтобы учитывать практическое применение в задаче:
\[ v \approx 24 \, \text{км/ч} \]
Таким образом, скорость лодки в стоячей воде составляет приблизительно 24 км/ч.