تأثير تغيير اتجاه التيار على سرعة التجديف

الرجل يستطيع التجديف مسافة 5 كيلومترات في 60 دقيقة بمساعدة التيار. تعكس اتجاه التيار بنفس السرعة. الآن يقطع مسافة إضافية قدرها 20 كيلومترًا في 10 ساعات. كم من الوقت سيكون قد وفره إذا لم يتغير اتجاه التيار؟

لنقم بتحديد سرعة الرجل في المياه الساكنة باستخدام معادلة السرعة (السرعة = المسافة / الزمن). لدينا:
$سرعة التجديف في المياه الساكنة = \frac{المسافة}{الزمن}$
$سرعة التجديف في المياه الساكنة = \frac{5 \, \text{كم}}{60 \, \text{دقيقة}}$

الآن سنجد سرعة الرجل في المياه الجارية بمعادلة السرعة النسبية، حيث يتحرك الرجل ضد اتجاه التيار:
$سرعة الرجل في المياه الجارية = سرعة التجديف في المياه الساكنة – سرعة التيار$
$سرعة الرجل في المياه الجارية = \frac{5 \, \text{كم}}{60 \, \text{دقيقة}} – سرعة التيار$

الرجل يقطع 20 كيلومترًا في 10 ساعات، ونعلم أن:
$المسافة = السرعة \times الزمن$
$الزمن = \frac{المسافة}{السرعة}$
$الزمن = \frac{20 \, \text{كم}}{سرعة الرجل في المياه الجارية}$

الآن سنقوم بحساب الزمن الذي استغرقه الرجل لقطع المسافة الإضافية باتجاه مع اتجاه التيار، ثم نقارنه بالزمن الذي كان سيستغرقه إذا كان اتجاه التيار لم يتغير.

لحل هذه المسألة، سنبدأ بتحديد سرعة الرجل في المياه الساكنة باستخدام معادلة السرعة:

$سرعة التجديف في المياه الساكنة = \frac{المسافة}{الزمن}$

$سرعة التجديف في المياه الساكنة = \frac{5 \, \text{كم}}{60 \, \text{دقيقة}}$

ثم سنستخدم معادلة السرعة النسبية لحساب سرعة الرجل في المياه الجارية عندما يتحرك ضد اتجاه التيار:

$سرعة الرجل في المياه الجارية = سرعة التجديف في المياه الساكنة – سرعة التيار$

$سرعة الرجل في المياه الجارية = \frac{5 \, \text{كم}}{60 \, \text{دقيقة}} – سرعة التيار$

الآن، نعلم أن الرجل قطع 20 كيلومترًا في 10 ساعات، لذا يمكننا استخدام معادلة المسافة والزمن:

$الزمن = \frac{المسافة}{السرعة}$

$الزمن = \frac{20 \, \text{كم}}{سرعة الرجل في المياه الجارية}$

الآن سنقوم بمقارنة الزمن الذي استغرقه الرجل لقطع المسافة الإضافية باتجاه مع اتجاه التيار مع الزمن الذي كان سيستغرقه إذا كان اتجاه التيار لم يتغير.

القوانين المستخدمة في هذا الحل هي قوانين الحركة والسرعة، حيث يتم حساب السرعة باستخدام معادلة السرعة (السرعة = المسافة / الزمن) واستخدام معادلة السرعة النسبية لحساب سرعة الرجل في المياه الجارية عندما يتحرك ضد اتجاه التيار.