расстояние между пристанями а и б равно 88 км а из б из АВ по течению реки отправился плод а через час вслед за ним отправился катер который прибыв в пункт б тотчас свернул обратно и возвратился в а к этому времени плот прошёл 31,5 км найти скорость катера стоящего если в течение равно 3 км/ч
Задача относится к классическим движениям по реке с течением. Предположим следующее:
- Расстояние между пристанями A и B: AB = 88 км.
- Скорость течения реки: v_r = 3 км/ч.
- Плот (плотик) плывет по течению, значит его скорость относительно берега равна только скорости течения: v_плот = 3 км/ч.
- Катер может двигаться как по течению, так и против течения. Скорость катера в неподвижной воде обозначим как v (искользуем букву v).
Задача говорит: плот отправился от A к B по течению. Через 1 час вслед за ним отправился катер. Катер, достигнув пункта B, сразу развернулся и вернулся в A. К тому времени плот прошёл 31,5 км. Скорость течения равна 3 км/ч. Найдите скорость катера в неподвижной воде (то, что обычно подразумевают под "скоростью катера").
Решение пошагово:
1) Найдём время T, за которое катер возвращается в A.
- За это время плот, движущийся по течению со скоростью 3 км/ч, проплывает 31,5 км.
- Поэтому T = 31,5 км ÷ 3 км/ч = 10,5 часов.
2) Скорости катера по участкам пути.
- Катер идёт вниз по течению от A к B со скоростью v + 3 км/ч.
- Затем идёт обратно против течения от B к A со скоростью v − 3 км/ч.
- Время на весь круговой рейс равно:
T = 88/(v + 3) + 88/(v − 3).
3) Составим уравнение и решим его.
- 88/(v + 3) + 88/(v − 3) = 10,5.
- Разделим на 88 и упростим:
1/(v + 3) + 1/(v − 3) = 10,5/88 = 21/176.
- Совместим дроби:
(v − 3 + v + 3) / [(v + 3)(v − 3)] = 21/176
2v / (v^2 − 9) = 21/176.
- Приведём к квадратному уравнению:
352v = 21(v^2 − 9)
21v^2 − 352v − 189 = 0.
4) Найдём корень положительной скорости.
- Дискриминант D = 352^2 − 4·21·(−189) = 123904 + 15876 = 139780.
- v = [352 ± sqrt(139780)] / (2·21) = [352 ± sqrt(139780)] / 42.
- Корень с минусом даёт отрицательную скорость, поэтому берем положительный:
v ≈ (352 + 373.87) / 42 ≈ 725.87 / 42 ≈ 17,3 км/ч.
Ответ: скорость катера в неподвижной воде примерно 17,3 км/ч.
Проверка (примерная):
- Скорость вниз: v + 3 ≈ 20,3 км/ч → время до B ≈ 88/20,3 ≈ 4,34 ч.
- Скорость вверх: v − 3 ≈ 14,3 км/ч → время обратно ≈ 88/14,3 ≈ 6,16 ч.
- Всего время ≈ 10,50 ч, что совпадает с T, полученным из условия про плот. Плот за это время проплыл ≈ 3 × 10,5 = 31,5 км, что подтверждает исходные данные.
Итог: скорость катера в неподвижной воде ≈ 17,3 км/ч.