НПСФ 2022, 7. клас — Задача 2. Напред-назад по реката
Национално пролетно състезание по физика 2022, Вършец — тема за I състезателна група (7. клас) · 5 март 2022 г. · 10 т.
Условие
Дърводобивно предприятие (т. на фиг. 2) се намира на брега на река, която тече със скорост . Дървеният материал се транспортира до пристанището , намиращо се на разстояние от т. по посока на течението. За целта на всеки от т. в реката се пуска дървен ствол, който плава по течението до т. .
От пристанището (т. ) срещу течението тръгва катер, който достига т. , след което се връща обратно в т. . Скоростта на катера в спокойна вода е . Катерът тръгва от т. в момент между пристигането на два последователни ствола и тръгва от т. в момент между пускането на два последователни ствола.
а) С колко дървени ствола се разминава катерът, докато се движи срещу течението? [5 т.]
б) Колко дървени ствола задминава катерът по пътя си обратно? [5 т.]

Отговори
- а)
- б)
Решение
Вариант 1
а) Интервалът между пускане във водата на два ствола, изразен в часове, е:
(0,5 точки)
Понеже стволовете се движат със скоростта на течението, разстоянието между последователните стволове е:
(0,5 точки)
Следователно в момента, когато катерът тръгва от пристанището , в реката между точките и се намират:
(1 точка)
дървени ствола, с всички от които катерът се разминава по време на пътуването си. Когато се движи срещу течението, скоростта на катера спрямо бреговете е:
(0,5 точки)
и той пътува от до за време:
(0,5 точки)
Следователно, освен с ствола, които вече са били в реката, катерът ще се размине с още:
(1 точка)
ствола, които ще бъдат пуснати в реката, докато катерът пътува от към . Така че, по време на пътуването срещу течението катерът ще се размине общо с:
(1 точка)
дървени ствола.
б) Когато катерът тръгва от т. по течението, във водата между т. и т. се намират същият брой ствола. (1 точка) Катерът се движи по течението със скорост:
(0,5 точки)
и стига в пристанището след време:
(0,5 точки)
От намиращите се във водата стволове за това време до пристанището ще стигнат тези, които се намират от т. на разстояние, по-малко от:
(1 точка)
т.е.
(1 точка)
ствола, които катерът не може да задмине. Следователно броят стволове, които катерът ще задмине по време на връщането си, е:
(1 точка)
Вариант 2
а) Интервалът между пускане във водата на два ствола, изразен в часове, е:
(0,5 точки)
Понеже стволовете се движат със скоростта на течението, разстоянието между последователните стволове е:
(0,5 точки)
Когато се движи срещу течението, скоростта на катера спрямо бреговете е:
(0,5 точки)
и той пътува от до за време:
(0,5 точки)
Спрямо водата обаче стволовете са неподвижни, а катерът се движи срещу тях със скорост . (1 точка) Следователно катерът ще се разминава с дървен ствол през интервал от време:
(1 точка)
Затова общият брой стволове, с които катерът ще се размине на отиване, е:
(1 точка)
б) На обратния път разстоянието между последователните стволове е същото, както на идване: . (1 точка) На връщане скоростта на катера спрямо бреговете е:
(0,5 точки)
и той пътува от до за време:
(0,5 точки)
Спрямо водата обаче стволовете са неподвижни и катерът ги задминава със скорост . (1 точка) Следователно катерът ще задминава дървен ствол през същия интервал от време:
(1 точка)
както на отиване. Затова общият брой стволове, които катерът ще задмине на връщане, е:
(1 точка)
Оригинал в Архива: proletni_2022_7problems.pdf · официални решения: proletni_2022_7solutions.pdf