一条小船要过河,已知河宽L,水流速度为v,在河流下游s米处有一瀑布,为安全过河,船在渡河时相对水的速度至少是?
參考答案:该题和那题无本质区别,很相近,但是比一般习题的难度要大一些,是不是物理奥林匹克竞赛题?
横向位移必须小于s才能保证安全。
所以合成后的速度矢量(相对岸的速度)与河岸(下游)夹角最小为arctg(L/s),小于该角就有危险。
设合成速度为(相对岸的速度)w,船速(相对水的速度)u,则w=v+u(矢量式)
和那一题的第二问极其相似(参考该图,α=arctg(L/s),以v的顶端为圆心作圆,刚好和w相切),只有u和w垂直的时候使得u最小(u为v顶点向w的垂线)。可以看出一旦u 小于该圆半径,w和v的夹角就小于α=arctg(L/s),所以u最小值就是它,u/v=sinα=L/(L与s的平方和的平方根)
u(min)=vL/Root(L^2+s^2)
(Root(x)表示x的平方根,x^2表示x的平方)