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设河面宽为180m,水流速度v1=2.5m/s,一人乘船以相对于河水的速度v2=1.5m/s划船渡河,若要使船渡河位移最

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/05 07:25:16
设河面宽为180m,水流速度v1=2.5m/s,一人乘船以相对于河水的速度v2=1.5m/s划船渡河,若要使船渡河位移最短,应如何调整船的航向?最短位移多大?需时多少?
当合速度的方向与垂直河岸方向的夹角最小时,渡河位移最短.此时静水速与合速度垂直.
设静水速与河岸方向的夹角为θ,则有:cosθ=
v2
v1=
1.5
2.5=
3
5,
解得:θ=53°.
则合速度方向与河岸方向的夹角为37°,最短位移为:xmin=
d
sin37°=
180
0.6m=300m.
渡河时间为:t=
xmin
v合=
xmin

v12−v22=
300
2s=150s.
答:欲使船沿最短路径到达对岸,船应与河岸成53°偏向上游,渡河时间为150s,最短位移为300m.