1. 21 Motolotniarz leci 20 km z wiatrem i wraca od wiatr. Prędkość wiatru to 30 k/h, silnik nadaje motolotni prędkość 40km/h względem powietrza. Oblicz całkowity czas lotu. Jaki byłby podczas bezwietrznej pogody?.



Odpowiedź :

Prędkość względna.

Całkowity czas lotu z wiatrem wynosi: [tex]t\approx2,29h[/tex]

Całkowity czas lotu  bez wiatru wynosi: [tex]t=1h[/tex]

Jeżeli dwa ciała jednocześnie poruszają względem układu odniesienia

to ich prędkość względem siebie ma wartość względną.

Rozpatrujemy następujące przypadki:

  • oba ciała mają ten sam kierunek i ten sam zwrot  to ich prędkość względna:

        [tex]v_w=v_1+v_2[/tex]

  • oba ciała mają ten sam kierunek, ale przeciwne zwroty to ich prędkość względna:

       [tex]v_w=v_2-v_1[/tex]

W naszym przypadku bierzemy pod uwagę: prędkość motolotni oraz prędkość wiatru.

Na podstawie danych :

[tex]s=20km[/tex]  droga jaką pokonuje motolotniarz

[tex]v_1=30\frac{km}{h}[/tex]   prędkość wiatru

[tex]v_2=40\frac{km}{h}[/tex]   prędkość silnika motolotni

Obliczamy czas ruchu motolotni z wiatrem

[tex]v=\frac{s}{t}[/tex]

[tex]t=\frac{s}{v_w}[/tex]

prędkość względna:

[tex]v_w=v_1+v_2[/tex]

[tex]v_w=30\frac{km}{h}+40\frac{km}{h}[/tex]

[tex]v_w=70\frac{km}{h}[/tex]

[tex]t=\frac{20km}{70\frac{km}{h} }[/tex]

[tex]t_1\approx0,29h[/tex]

Obliczamy czas ruchu motolotni pod wiatr

prędkość względna

[tex]v_w=v_2-v_1[/tex]

[tex]v_w=40\frac{km }{h}-30\frac{km}{h}[/tex]

[tex]v_w=10\frac{km}{h}[/tex]

[tex]t_2=\frac{20km}{10\frac{km}{h} }[/tex]

[tex]t_2=2h[/tex]

Obliczamy całkowity czas lotu:

[tex]t=t_1+t_2[/tex]

[tex]t=0,29h+2h=2,29h[/tex]

Jaki byłby czas podczas bezwietrznej pogody?

Podczas bezwietrznej pogody pomijamy prędkość wiatru

droga, jaką pokonuje motolotnia ( w obie strony):

[tex]s_1=2s[/tex]

[tex]t_m=\frac{2s}{v_2}[/tex]

[tex]t_m=\frac{2*20km}{40\frac{km}{h} }=1h[/tex]