บทที่ 7 · การเคลื่อนที่ในสองมิติ
Problem 7.14
หัวข้อ: การเคลื่อนที่ในสองมิติ (Motion in Two Dimension)
เรือลำหนึ่งต้องการข้ามแม่น้ำซึ่งกว้าง 200 m จากท่าน้ำในทิศตะวันตกไปยังท่าน้ำ ในทิศตะวันออก ถ้าเรือดังกล่าวหันหัวเรือชี้ไปทางทิศตะวันออกและทำอัตราเร็วเทียบ กับน้ำได้ 4.00 m/s และขณะนั้นกระแสน้ำมีความเร็ว 3.00 m/s ไหลจากทิศ เหนือไปยังทิศใต้ a) คนบนท่าเรือจะเห็นเรือมีอัตราเร็วเท่าใด? b) เรือดังกล่าวเคลื่อนที่เอียงทำมุมกับหัวเรือเท่าใด? c) เรือจะใช้เวลาเคลื่อนที่ทั้งหมดเท่าใด?
คำตอบ
\(t = 50.0 s \;\blacksquare\)
\(t = 50.0 s \;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ
กำหนดให้ผู้สังเกตซึ่งอยู่นิ่งบนท่าเรือ (อยู่นิ่งบนโลก) เป็น E, กระแสน้ำเป็น R, เรือ
เป็น B, ทิศเหนือเป็นทิศ \(+y\) และทิศตะวันออกเป็นทิศ \(+x\)
a) จาก \(\vec{v}_{BE}= \vec{v}_{BR}+ \vec{v}_{RE}\)
îĵ
\(\vec{v}_{BE}= 4.00 + (-3.00 ) m/s\)
îĵ
\(\vec{v}_{BE}= 4.00 - 3.00 m/s\)
\(\therefore |\vec{v}_{BE}| =\sqrt{(4.00)^{2} + (-3.00)^{2}}= 5.00 m/s \;\blacksquare\)
b) จาก \(θ_{x}= \tan ^{-1}(\frac{-3.00}{4.00}) = 36.9° \;\blacksquare\)
c) จาก \(v_{x}=\frac{x}{t}\)
\(4.00 m/s =\frac{200}{t}\)
\(t = 50.0 s \;\blacksquare\)