Προβλήματα που αφορούν την κίνηση στο νερό. Προβλήματα στην κίνηση στο νερό Ταχύτητα ενός σκάφους σε μια λίμνη σε ακίνητο νερό

Αυτό το υλικό είναι ένα σύστημα εργασιών για το θέμα "Κίνηση".

Στόχος: να βοηθηθούν οι μαθητές να κατακτήσουν πληρέστερα την τεχνολογία επίλυσης προβλημάτων σε αυτό το θέμα.

Προβλήματα που αφορούν την κίνηση στο νερό.

Πολύ συχνά ένα άτομο πρέπει να κινηθεί πάνω στο νερό: ποτάμι, λίμνη, θάλασσα.

Στην αρχή το έκανε μόνος του, μετά εμφανίστηκαν σχεδίες, βάρκες και ιστιοφόρα. Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας, τα ατμόπλοια, τα μηχανοκίνητα πλοία και τα πυρηνικά πλοία ήρθαν στη βοήθεια του ανθρώπου. Και πάντα τον ενδιέφερε η διάρκεια της διαδρομής και ο χρόνος που αφιερώθηκε για να την ξεπεράσει.

Ας φανταστούμε ότι έξω είναι άνοιξη. Ο ήλιος έλιωσε το χιόνι. Εμφανίστηκαν λακκούβες και ρέουν ρυάκια. Ας φτιάξουμε δύο χάρτινες βάρκες και ας ρίξουμε το ένα σε μια λακκούβα και το δεύτερο σε ένα ρυάκι. Τι θα γίνει με κάθε ένα από τα σκάφη;

Σε μια λακκούβα το σκάφος θα μείνει ακίνητο, αλλά σε ένα ρυάκι θα επιπλέει, αφού το νερό σε αυτό «τρέχει» σε περισσότερους χαμηλό μέροςκαι το κουβαλάει μαζί του. Το ίδιο θα συμβεί με μια σχεδία ή μια βάρκα.

Σε μια λίμνη θα μείνουν ακίνητοι, αλλά σε ένα ποτάμι θα επιπλέουν.

Ας εξετάσουμε την πρώτη επιλογή: μια λακκούβα και μια λίμνη. Το νερό σε αυτά δεν κινείται και καλείται ορθοστασία.

Το πλοίο θα επιπλέει κατά μήκος της λακκούβας μόνο αν το σπρώξουμε ή αν φυσήξει ο άνεμος. Και το σκάφος θα αρχίσει να κινείται στη λίμνη με τη βοήθεια κουπιών ή αν είναι εξοπλισμένο με κινητήρα, δηλαδή λόγω της ταχύτητάς του. Αυτή η κίνηση ονομάζεται κίνηση μέσα στάσιμο νερό .

Είναι διαφορετικό από την οδήγηση στο δρόμο; Απάντηση: όχι. Αυτό σημαίνει ότι εσείς και εγώ ξέρουμε πώς να ενεργήσουμε σε αυτή την περίπτωση.

Πρόβλημα 1. Η ταχύτητα του σκάφους στη λίμνη είναι 16 km/h.

Πόσο μακριά θα ταξιδέψει το σκάφος σε 3 ώρες;

Απάντηση: 48 χλμ.

Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι η ταχύτητα ενός σκάφους σε ακίνητο νερό ονομάζεται δική του ταχύτητα.

Πρόβλημα 2. Ένα μηχανοκίνητο σκάφος διένυσε 60 km σε μια λίμνη σε 4 ώρες.

Βρείτε την ταχύτητα του μηχανοκίνητου σκάφους.

Απάντηση: 15 km/h.

Πρόβλημα 3. Πόσο καιρό θα πάρει ένα σκάφος που έχει τη δική του ταχύτητα

ίσο με 28 km/h για να κολυμπήσετε 84 km στη λίμνη;

Απάντηση: 3 ώρες.

Ετσι, Για να βρείτε το μήκος της διαδρομής που διανύσατε, πρέπει να πολλαπλασιάσετε την ταχύτητα με το χρόνο.

Για να βρείτε την ταχύτητα, πρέπει να διαιρέσετε το μήκος της διαδρομής με το χρόνο.

Για να βρείτε την ώρα, πρέπει να διαιρέσετε το μήκος της διαδρομής με την ταχύτητα.

Ας θυμηθούμε τη χάρτινη βάρκα στο ρέμα. Κολύμπησε γιατί το νερό μέσα του κινήθηκε.

Αυτή η κίνηση ονομάζεται πηγαίνοντας με τη ροή. Και στο αντιθετη πλευρα – κινείται κόντρα στο ρεύμα.

Έτσι, το νερό στο ποτάμι κινείται, πράγμα που σημαίνει ότι έχει τη δική του ταχύτητα. Και της τηλεφωνούν ταχύτητα ροής του ποταμού. (Πώς να το μετρήσω;)

Πρόβλημα 4. Η ταχύτητα του ποταμού είναι 2 km/h. Πόσα χιλιόμετρα κάνει το ποτάμι;

οποιοδήποτε αντικείμενο (ροκανίδια, σχεδία, βάρκα) σε 1 ώρα, σε 4 ώρες;

Απάντηση: 2 km/h, 8 km/h.

Καθένας από εσάς έχει κολυμπήσει στο ποτάμι και θυμάται ότι είναι πολύ πιο εύκολο να κολυμπήσετε με το ρεύμα παρά ενάντια στο ρεύμα. Γιατί; Γιατί το ποτάμι σε «βοηθά» να κολυμπήσεις προς τη μία κατεύθυνση και «εμποδίζει» προς την άλλη.

Όσοι δεν ξέρουν να κολυμπήσουν μπορούν να φανταστούν μια κατάσταση όταν φυσάει δυνατός άνεμος. Ας εξετάσουμε δύο περιπτώσεις:

1) ο άνεμος φυσάει στην πλάτη σου,

2) ο άνεμος φυσάει στο πρόσωπό σου.

Και στις δύο περιπτώσεις είναι δύσκολο να πας. Ο άνεμος στην πλάτη μας μας κάνει να τρέχουμε, πράγμα που σημαίνει ότι αυξάνεται η ταχύτητά μας. Ο αέρας στα πρόσωπά μας μας γκρεμίζει και μας επιβραδύνει. Η ταχύτητα μειώνεται.

Ας επικεντρωθούμε στην κίνηση κατά μήκος του ποταμού. Έχουμε ήδη μιλήσει για μια χάρτινη βάρκα σε ένα ανοιξιάτικο ρέμα. Το νερό θα το φέρει μαζί του. Και το σκάφος, που εκτοξεύεται στο νερό, θα επιπλέει με την ταχύτητα του ρεύματος. Αν όμως έχει τη δική της ταχύτητα, τότε θα κολυμπήσει ακόμα πιο γρήγορα.

Επομένως, για να βρείτε την ταχύτητα κίνησης κατά μήκος του ποταμού, είναι απαραίτητο να προσθέσετε την ταχύτητα του ίδιου του σκάφους και την ταχύτητα του ρεύματος.

Πρόβλημα 5. Η ταχύτητα του ίδιου του σκάφους είναι 21 km/h και η ταχύτητα του ποταμού είναι 4 km/h. Βρείτε την ταχύτητα του σκάφους κατά μήκος του ποταμού.

Απάντηση: 25 χλμ/ώρα.

Τώρα φανταστείτε ότι το σκάφος πρέπει να πλεύσει ενάντια στο ρεύμα του ποταμού. Χωρίς κινητήρα ή ακόμα και κουπιά, το ρεύμα θα τη μεταφέρει στην αντίθετη κατεύθυνση. Αλλά, εάν δώσετε στο σκάφος τη δική του ταχύτητα (βείτε τον κινητήρα σε λειτουργία ή καθίστε τον κωπηλάτη), το ρεύμα θα συνεχίσει να το σπρώχνει προς τα πίσω και να το εμποδίζει να κινηθεί προς τα εμπρός με τη δική του ταχύτητα.

Να γιατί Για να βρείτε την ταχύτητα του σκάφους σε σχέση με το ρεύμα, είναι απαραίτητο να αφαιρέσετε την ταχύτητα του ρεύματος από τη δική του ταχύτητα.

Πρόβλημα 6. Η ταχύτητα του ποταμού είναι 3 km/h και η ταχύτητα του ίδιου του σκάφους είναι 17 km/h.

Βρείτε την ταχύτητα του σκάφους σε σχέση με το ρεύμα.

Απάντηση: 14 km/h.

Πρόβλημα 7. Η ταχύτητα του ίδιου του πλοίου είναι 47,2 km/h και η ταχύτητα του ποταμού είναι 4,7 km/h. Βρείτε την ταχύτητα του πλοίου κατάντη και σε σχέση με το ρεύμα.

Απάντηση: 51,9 km/h; 42,5 km/h.

Πρόβλημα 8. Η ταχύτητα ενός μηχανοκίνητου σκάφους κατάντη είναι 12,4 km/h. Βρείτε την ταχύτητα του ίδιου του σκάφους αν η ταχύτητα του ποταμού είναι 2,8 km/h.

Απάντηση: 9,6 km/h.

Πρόβλημα 9. Η ταχύτητα του σκάφους έναντι του ρεύματος είναι 10,6 km/h. Βρείτε την ταχύτητα του ίδιου του σκάφους και την ταχύτητα κατά μήκος του ρεύματος εάν η ταχύτητα του ποταμού είναι 2,7 km/h.

Απάντηση: 13,3 km/h; 16 km/h.

Ας εισάγουμε τον ακόλουθο συμβολισμό:

V s. - δική του ταχύτητα,

V ρεύμα - ταχύτητα ροής,

V ανάλογα με τη ροή - ταχύτητα με το ρεύμα,

V ροή ροής - ταχύτητα έναντι του ρεύματος.

Τότε μπορούμε να γράψουμε τους παρακάτω τύπους:

V χωρίς ρεύμα = V c + V ρεύμα;

Vnp. ροή = V c - V ροή;

Ας προσπαθήσουμε να το απεικονίσουμε γραφικά:

Συμπέρασμα: η διαφορά ταχύτητας κατά μήκος του ρεύματος και έναντι του ρεύματος είναι ίση με το διπλάσιο της ταχύτητας του ρεύματος.

Vno ρεύμα - Vnp. ροή = 2 Vflow.

Vflow = (Vflow - Vnp.flow): 2

1) Η ταχύτητα του σκάφους ενάντια στο ρεύμα είναι 23 km/h και η ταχύτητα του ρεύματος είναι 4 km/h.

Βρείτε την ταχύτητα του σκάφους κατά μήκος του ρεύματος.

Απάντηση: 31 km/h.

2) Η ταχύτητα ενός μηχανοκίνητου σκάφους κατά μήκος του ποταμού είναι 14 km/h και η ταχύτητα του ρεύματος είναι 3 km/h. Βρείτε την ταχύτητα του σκάφους σε σχέση με το ρεύμα

Απάντηση: 8 km/h.

Εργασία 10. Προσδιορίστε τις ταχύτητες και συμπληρώστε τον πίνακα:

* - κατά την επίλυση του στοιχείου 6, βλέπε Εικ. 2.

Απάντηση: 1) 15 και 9. 2) 2 και 21. 3) 4 και 28; 4) 13 και 9. 5)23 και 28. 6) 38 και 4.

Μέση, ελάχιστη και μέγιστη ταχύτητα του καγιάκ.

Τα καγιάκ είναι σκάφη με κωπηλασία με μυτερή πλώρη και πρύμνη, τα οποία σήμερα χρησιμοποιούνται ευρέως στον τουρισμό, τα θαλάσσια σπορ, το κυνήγι, τους οικογενειακούς περιπάτους και τα μεγάλα ταξίδια σε υδάτινα σώματα ποικίλης πολυπλοκότητας. Είναι ευέλικτα, ελαφριά και εύκολα στον έλεγχο, έχουν χαμηλό βάρος, εξαιρετική σταθερότητα και άνωση. Επομένως σε τα τελευταία χρόνιαΠολλοί λάτρεις του χρόνου στο νερό, που ενδιαφέρονται πολύ για την αναστολή και Προδιαγραφέςδιάφορα μοντέλα. Εξίσου σημαντική είναι η ταχύτητα των καγιάκ.

Πρέπει να πούμε ότι η ταχύτητα τέτοιων σκαφών είναι μια ευέλικτη ιδέα, ανάλογα με πολλούς παράγοντες. Επηρεάζεται από τα χαρακτηριστικά του ρεύματος, τις φυσικές ιδιότητες των κωπηλατών, τις διαστάσεις του σκάφους, το είδος του νερού και πολλά άλλα. Θεωρητικά, κυμαίνεται από 4 χιλιόμετρα την ώρα έως 5 χιλιόμετρα την ώρα, αλλά στην πράξη τα στοιχεία μπορεί να διαφέρουν σημαντικά. Στην πραγματικότητα, η κατά προσέγγιση ταχύτητα ενός συγκεκριμένου μοντέλου καγιάκ είναι σημαντική για τον σχεδιασμό διαδρομών και οι αρχάριοι συνήθως επικεντρώνονται σε δοκιμές μονών, διπλών και τριπλών καγιάκ διαφόρων σχεδίων. Αλλά αυτά είναι απλώς δεδομένα υπό όρους που λήφθηκαν περνώντας πανομοιότυπες μικρές αποστάσεις με διαφορετικά καγιάκ. Και στα μακρινά ταξίδια μπορούν να αλλάξουν πολύ.

Μέση ταχύτητα καγιάκ

Τα καγιάκ είναι βάρκες με κωπηλασία, πράγμα που σημαίνει ότι η ταχύτητά τους εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη φυσική δύναμη και την εμπειρία των κωπηλατών. Τα μοντέλα με μήκος 3,5 μέτρα μπορούν να επιταχύνουν έως και 7 χιλιόμετρα την ώρα ή περισσότερο, ακόμα κι αν οι επιβάτες τους δεν καταβάλλουν μεγάλη προσπάθεια και κωπηλατούν ήρεμα. Ταυτόχρονα, εάν οι κωπηλάτες είναι άπειροι και δεν ξέρουν πώς να παραμείνουν στην πορεία, τα σκάφη αρχίζουν να λυγίζουν και η ταχύτητά τους μπορεί να πέσει στα 3-4 χιλιόμετρα την ώρα. Σε τέτοιες περιπτώσεις, οι αρχάριοι προσπαθούν να το κερδίσουν κάνοντας επιταχύνσεις από καιρό σε καιρό, αλλά αυτό συχνά τους στερεί μόνο δύναμη και οδηγεί σε γρήγορη κόπωση.

Γενικά, οι έμπειροι καγιάκερ, όταν κάνουν μεγάλα ταξίδια, προσπαθούν να διατηρήσουν μέση ταχύτητα περίπου 6-7 χιλιόμετρα την ώρα. Αυτό τους δίνει την ευκαιρία να κωπηλατήσουν για 7-8 ώρες και να αισθάνονται ακόμα αρκετά ενεργητικοί. Φυσικά, μέχρι το τέλος της κίνησης η ταχύτητα του καγιάκ θα εξακολουθεί να πέφτει, αλλά η διαδρομή θα έχει ολοκληρωθεί.

Πιστεύεται ότι η μέση ταχύτητα των καγιάκ με δύο ή τρεις κωπηλάτες είναι υψηλότερη από αυτή των μοντέλων ενός ατόμου. Αυτό ισχύει για τα σπορ μοντέλα, αλλά δεν ισχύει πάντα για. Εάν ένα σκάφος πάει ταξίδι με πλήρωμα δύο ή τριών ατόμων, συνήθως μεταφέρει και αποσκευές. Κάτω από το βάρος ενός τέτοιου φορτίου, το καγιάκ θα δώσει ένα αξιοπρεπές ρεύμα, η αντίσταση στο νερό θα αυξηθεί, επομένως, η ταχύτητα θα παραμείνει η ίδια. Και αν οι κωπηλάτες δεν ξέρουν πώς να λειτουργούν ως ομάδα ή είναι πολύ διαφορετικοί σε σωματικές ιδιότητες, θα μειωθεί λόγω ασυνέπειας των κτυπημάτων και ασυντόνιστων ενεργειών.

Ταχύτητα καγιάκ σε ακίνητο νερό

Στην πράξη, η ταχύτητα ενός καγιάκ εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό τόσο από το ρεύμα όσο και από την κατεύθυνση του ανέμου. Εάν το νερό είναι ακίνητο και ο καιρός είναι ήρεμος, μια κωπηλατική χωρίς ειδική εργασίαμπορεί να επιταχύνει το σκάφος έως και 7 χιλιόμετρα την ώρα, ενώ ορισμένα μοντέλα έχουν ακόμη και ταχύτητες έως και 12 χιλιόμετρα την ώρα. Δεν μιλάμε τώρα για φουσκωτές επιλογές χωρίς πλαίσια, για τις οποίες τα 6 χιλιόμετρα την ώρα είναι το όριο λόγω συνεχούς εκτροπής. Πρόσφατα, οι κατασκευαστές άρχισαν να παράγουν καγιάκ με υδροπτέρυγα ή κινητήρα, ικανά να κινούνται με ταχύτητα έως και 40 χιλιόμετρα την ώρα!

Η ήσυχη θέα και η έλλειψη αέρα είναι απλά ιδανικές συνθήκες που δεν βρίσκονται πάντα. Επιπλέον, συχνά αλλάζουν γρήγορα, επομένως θα πρέπει πάντα να ενεργείτε με ταχύτητα προσεκτικά και να λαμβάνετε υπόψη τον καιρό και την παρουσία ρευμάτων κατά μήκος της διαδρομής.

Ταχύτητα καγιάκ με ρεύμα

Η ταχύτητα ενός καγιάκ που κινείται μέσα από υδάτινα σώματα με διάφορους τύπους ρεύματος εξαρτάται από την ταχύτητα και την κατεύθυνσή του. Εάν το σκάφος κινείται με το ρεύμα, η ταχύτητά του συχνά δεν έχει σημασία, και οι κωπηλάτες σε αυτή την περίπτωση δεν έχουν παρά να κάνουν ελιγμούς. Για παράδειγμα, η ταχύτητα της ροής του ποταμού είναι περίπου 20 χιλιόμετρα την ώρα. Αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχει πλέον ανάγκη να προσθέσετε άλλα 5 χιλιόμετρα από την ταχύτητα του καγιάκ σε αυτήν την τιμή. Είναι σημαντικό μόνο να εκτελείτε σωστά τους ελιγμούς για να μην προσκρούσετε σε εμπόδια και ρηχά. Ωστόσο, δεν πρέπει να υπολογίζετε ότι το σκάφος κινείται με την ταχύτητα του ρεύματος. Είναι κάθε είδους εμπόδια, βραχώδη κοπάδια που απαιτούν ελιγμούς, που μπορούν να το εμποδίσουν σημαντικά.

Εάν ένα καγιάκ κινείται κόντρα σε ρεύμα που κινείται περισσότερο από 2 χιλιόμετρα την ώρα, μπορεί να μην προχωρήσει καθόλου. Γενικά, οι τουρίστες προσπαθούν να αποφύγουν τέτοια υδάτινα σώματα, αλλά μερικές φορές τέτοιες περιοχές συναντώνται κατά μήκος των διαδρομών. Στη συνέχεια, το πλήρωμα αποβιβάζεται από το σκάφος, αφήνοντας εξοπλισμό και φορτίο μέσα σε αυτό και καθοδηγεί το καγιάκ σε ένα σχοινί ή ρυμούλκηση. Σε αυτή την περίπτωση, το σκάφος κινείται με ταχύτητα περίπου 5 χιλιομέτρων την ώρα, με την προϋπόθεση ότι η ακτή είναι αμμώδης ή απλά σκληρή και επίπεδη.

Μέγιστη ταχύτητα ενός αθλητικού καγιάκ

Τα αθλητικά καγιάκ είναι, κατά κανόνα, μονολιθικά μοντέλα που έχουν βελτιωμένο σχήμα και μπορούν να φιλοξενήσουν από έναν έως τρεις κωπηλάτες. Είναι σχεδιασμένα για αγώνες, επομένως είναι γρήγορες, ελαφριές επιλογές. Κατά μέσο όρο, τέτοια σκάφη έχουν ταχύτητες από 9 χιλιόμετρα την ώρα έως 12 χιλιόμετρα την ώρα, αλλά τα μέγιστα ρεκόρ στο σλάλομ κωπηλασίας κυμαίνονταν από 17 έως 18 χιλιόμετρα την ώρα. Φυσικά, τα πέτυχαν επαγγελματίες αθλητές με μεγάλη προπονητική εμπειρία. Ωστόσο, οι απλοί ιδιοκτήτες αθλητικών καγιάκ μπορούν να φτάσουν ταχύτητες έως και 15 χιλιόμετρα την ώρα σε μικρές αποστάσεις, εάν το σκάφος κινείται μέσα από κατάλληλο νερό. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι σημαντικό να λάβετε υπόψη τα χαρακτηριστικά του μοντέλου και τη ροή, να μην προσπαθήσετε να το φορτώσετε περισσότερο από τη φέρουσα ικανότητα που αναφέρεται στα χαρακτηριστικά και να μην υπερεκτιμήσετε τις δεξιότητες και τις ικανότητές σας.