59. V rieke širokej 300 metrov tečie voda rýchlosťou veľkosti 1,2 m/s. Loď sa pohybuje vzhľadom na vodu rýchlosťou veľkosti 5 m/s. V  akom smere sa má pohybovať loď, keď sa má dostať na druhý breh za najkratší čas a aký je tento čas? O koľko sa odkloní od svojho pôvodného smeru?

 
           
 
 

d = 300 m 

v1 = 1,2 m/s

v2 = 5 m/s 

t = ? s, a = ? °

   
   

Celkový pohyb lode vzhľadom k vzťažnej sústave spojenej so Zemou je zložený z dvoch pohybov – z vlastného pohybu lode a z unášavého pohybu vody. Keby sa loď pohybovala v nehybnej vode, musela by ísť od jedného brehu po druhý  kolmo na breh, aby jej to trvalo najkratší čas. Dráhu d = 300 m by prešla za čas t :

 
     

t = d / v

t = 300 m / (5 m/s)

t = 60 s  .

(1)

 
   

Keďže sa loď pohybuje v prúdiacej rieke a poznáme obe zložky jej celkovej rýchlosti v, využitím Pytagorovej vety dostaneme veľkosť rýchlosti v lode vzhľadom na breh: 

 
     

v = (v12 + v22)1/2  .

(2)

 
   

Uhol odklonu lode od pôvodného smeru zistíme pomocou goniometrických funkcií:

 
     

tga = v1 / v2 = x / d  

tga = 0,24

a = 13,5 °  .

   
   

Pre dráhu x platí:

     
   

 

x = tga d  .

   
   

Celkovú prejdenú dráhu s lode vypočítame pomocou Pytagorovej vety:

 
     

s = (d2 + x2)1/2  .

(3)

 
   

Využitím vzťahu pre veľkosť dráhy rovnomerného priamočiareho pohybu zistíme čas t, za ktorý sa loď skutočne dostane na druhý breh:

 
     

s = vt

t = s / v 

t = (3002 + 722)1/2 m  / (1,22 + 52)1/2 m/s

t = 308,52 m / 5,14 m/s

t = 60 s  .

 (4)

 
   

Zistili sme, že ide o rovnaký čas ako v prípade nehybnej vody, lebo je to najkratší možný čas, za ktorý sa loď dostane na druhý breh.

 
   

 

 
   

Loď sa má pohybovať v smere kolmom na prúd rieky. Vtedy jej pohyb bude trvať 60 sekúnd a od pôvodného smeru sa odkloní o 13,5 °. 

 
   

 

 
   

Zvislý vrh nahor a nadol

Balistické kyvadlo

Koeficient tlmenia

 
       
53. - Pohyb hmotného bodu po kružnici  

Obsah

74. - Brzdiaca sila