Задача: лодка идёт вверх по реке на 60 км, вниз — на 150 км. Собственная скорость в неподвижной воде 20 км/ч, скорость течения 4 км/ч. Найдите среднюю скорость за весь путь.
Пошагово:
- Скорости движения относительно берега
- Вверх по течению (против потока): v_up = u - w = 20 - 4 = 16 км/ч
- Вниз по течению (по течению): v_down = u + w = 20 + 4 = 24 км/ч
- Время на каждом участке
- Вверх: t_up = расстояние / скорость = 60 км / 16 км/ч = 3.75 ч
- Вниз: t_down = 150 км / 24 км/ч = 6.25 ч
- Общие величины
- Общее пройденное расстояние: S = 60 + 150 = 210 км
- Общее время в пути: T = t_up + t_down = 3.75 + 6.25 = 10 ч
- Средняя скорость по всему пути
- v_ср = S / T = 210 км / 10 ч = 21 км/ч
Ответ: средняя скорость лодки за весь путь равна 21 км/ч.
Проверка интуитивно: Средняя скорость должна быть между скоростью вверх (16 км/ч) и вниз (24 км/ч), и ближе к скорости течения, поскольку длиннее участок вниз. Полученная величина 21 км/ч лежит между 16 и 24 и выглядит разумной.