Решение: Скорость велосипедиста 36 км/ч, а скорость встречного ветра 4 м/с. Какова

Условие задачи:

Скорость велосипедиста 36 км/ч, а скорость встречного ветра 4 м/с. Какова скорость ветра в системе отсчета, связанной с велосипедистом?

Задача №1.7.6 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

$\upsilon_1=36$ км/ч, $\upsilon_2=4$ м/с, $\upsilon_{21}-?$

Решение задачи:

Посмотрим на рисунок к решению задачи, приведенный справа. В условии скорость велосипедиста и ветра даны в системе отсчета Земли (СО Земли). Для того, что перейти в систему отсчета велосипедиста, необходимо к вектору скорости ветра $\overrightarrow {{\upsilon _2}}$ прибавить вектор, равный вектору скорости велосипедиста и направленный противоположно ему, т.е. $— \overrightarrow {{\upsilon _1}}$ . Таким образом мы как бы мысленно останавливаем велосипедиста. В итоге, модуль вектора скорости ветра в СО велосипедиста равен:

${\upsilon _{21}} = {\upsilon _1} + {\upsilon _2}$

Переведем скорость велосипедиста в единицы системы СИ, т.е. из км/ч в м/с.

$36\; км/ч = \frac{{36 \cdot 1000}}{{1 \cdot 3600}}\; м/с = \frac{{360}}{{36}}\; м/с = 10\; м/с$

${\upsilon _{21}} = 10 + 4 = 14\; м/с = 50,4\; км/ч$

Ответ: 50,4 км/ч.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Смотрите также задачи:

1.7.5 По оси x движутся две точки: первая по закону x1=10+2t, а вторая — по закону
1.7.7 Танк движется со скоростью 20 км/ч. С какими скоростями относительно дороги
1.7.8 Два поезда идут навстречу друг другу со скоростями 36 и 54 км/ч. Пассажир

Пожалуйста, поставьте оценку

( 9 оценок, среднее 4.33 из 5 )

Комментарии: 10

Алексей 09.12.2019 в 18:54

Добрый день. Нужно второе мнение при решении такой задачи.
Два велосипедиста проехали дистанцию 3480 км со след результатами: Вел1 = 82 часа, Вел2 = 86 часов. Скорость встречного ветра 3 м\с
Вопрос: какие результаты они покажут, если у первого скорость ветра будет на 10% больше, а у второго на 10% меньше.
Вроде понятно как решать, но смущает линейность.
В моем решении получилось, что при таких изменениях встречного ветра, второй приедет быстрее.
Заранее признателен

Ответить
1. Easyfizika (автор) 09.12.2019 в 21:47
  
  Надеюсь понятно, что собственную скорость любого из велосипедистов можно найти по формуле: $\upsilon = \frac{S}{t} + {\upsilon _в} = \frac{{S + {\upsilon _в}t}}{t}$ Если скорость скорость ветра будет изменяться на $\alpha$ процентов (выражается в долях, например 10%=0,1, также не забываем знак, то есть если скорость уменьшается, то $\alpha$ — отрицательное), то время $\tau$ , за которое каждый велосипедист пройдет дистанцию, можно определить по формуле: $\tau = \frac{S}{{\upsilon — \left( {1 + \alpha } \right){\upsilon _в}}}$ Учитывая ранее полученное, имеем: $\tau = \frac{S}{{\frac{{S + {\upsilon _в}t}}{t} — \left( {1 + \alpha } \right){\upsilon _в}}}$ Домножим и числитель, и знаменатель на $t$ , тогда: $\tau = \frac{{St}}{{S + {\upsilon _в}t — \left( {1 + \alpha } \right){\upsilon _в}t}}$ $\tau = \frac{{St}}{{S — \alpha {\upsilon _в}t}}$ Считаем: ${\tau _1} = \frac{{3480 \cdot 82}}{{3480 — 0,1 \cdot 10,8 \cdot 82}} = 84,14\;ч$ ${\tau _2} = \frac{{3480 \cdot 86}}{{3480 + 0,1 \cdot 10,8 \cdot 86}} = 83,76\;ч$ Как-то так
  
  Ответить
  1. Алексей 10.12.2019 в 23:14
    
    Шикарно.
    У меня тоже были такие ответы, но конечно не так красиво полученные.
    Но вот в чем вопрос. Данное решение, возможно, не универсально, так как в реальной жизни у велосипедиста есть ограничение по работе, которую он может совершить. Чем больше скорость, тем больше работа (вот наверное где нелинейность) То есть ехать с большой скоростью более утомительно, чем с малой… При этом энергия конечна (устал и не может ехать).. Не пойму как это все увязать.
    И вообще, есть ли смысл\возможность решать задачу в таком контексте? Было бы интересно.
    
    Ответить
    1. Easyfizika (автор) 13.12.2019 в 22:08
      
      Смысл то решать есть, но вот в физике я разбираюсь гораздо лучше, чем в физиологии.
      Вот если бы Вам были даны эти зависимости, то Вы бы могли решить задачи. Но в данном случае решаете так, как и делали.
      Как мне кажется, физиология в данном случае очень сложна. Простой пример: подтянуться 5 раз гораздо легче, чем поднять штангу 300 кг, хотя работа примерно одинакова (или я ошибаюсь?).
      
      Ответить
Аноним 02.11.2019 в 11:14

Скорость велосипедиста 36 км/ч — это скорость его с учетом ветра? или скорость в безветренную погоду?

Ответить
1. Easyfizika (автор) 02.11.2019 в 17:09
  
  Это собственная скорость велосипедиста или его скорость в безветренную погоду.
  
  Ответить
Пётр 09.02.2017 в 21:26

Почему в задаче не указано: попутный это или встречный ветер? От этого зависит решение: v21=v1-v2 либо v21=v1+v2.

Ответить
1. Easyfizika (автор) 09.02.2017 в 21:31
  
  В условии написано «скорость встречного ветра», читайте внимательно!
  
  А в целом мыслите правильно, от этого действительно зависит решение задачи
  
  Ответить
  1. Аноним 26.10.2019 в 18:21
    
    не значит ли это что мы должны от скорости велосипедиста отнять скорость ветра он же против ветра едет
    
    Ответить
    1. Easyfizika (автор) 27.10.2019 в 14:35
      
      Совсем нет. Попробуйте принять скорости велосипедиста и ветра равными. Если действовать, как предлагаете Вы, то относительная скорость будет равна нулю, т.е. велосипедист не должен чувствовать ветра. А теперь вернитесь к жизни. Вы едите на велосипеде со скоростью, например, 10 км/ч, и Вам дует встречный ветер такой же скорости. Думаете, Вы не будете чувствовать ветер?
      А вообще, правило перехода из одной системы отсчета в другую я описал в решении.
      
      Ответить

Добавить комментарий