Имеется озеро круглой формы. В центре озера находится человек. На границе озера, то есть на окружности, находится людоед. Известно также, что: 1) людоед плавать не умеет (а человек умеет) ; 2) скорость передвижения людоеда на суше в четыре раза больше скорости передвижения человека в воде; 3) на суше скорость человека больше скорости людоеда. Целью людоеда является съедение человека, целью человека — выход из озера и спасение от людоеда. Вопрос: как же должен маневрировать человек (опишите его движение) , чтобы выбраться из озера и не попасть в лапы людоеда?
(Нам эту задачу в своё время задавал наш учитель физики. Увы, ответ я не запомнил. Кто решит — тому буду очень благодарен.)
Естественные науки
Задача о человеке и людоеде
Понятно, что по прямой двигаться нельзя, поскольку расстояние r со скоростью v человек проплывет медленнее, чем людоед пробежит расстояние Пи r со скоростью 4v.
Значит, человек должен плыть по кругу некоторого радиуса. Каков радиус самого большого круга с центром в середине озера, по которому человек может двигаться так, чтобы людоед успевал за ним? Это такой круг, который позволил бы человеку преодолевать расстояние, составляющее четверть того, что преодолевает людоед, т. е. круг с радиусом r/4.
Итак, человек начинает движение по спирали от центра озера, приближаясь к окружности радиусом r/4, но все таки оставаясь внутри нее. При таком движении людоед начинает постепенно отставать. Человек плывет так до тех пор, пока людоед не отстанет от него на полные 180 градусов. Тогда человек окажется на противоположной от людоеда относительно центра стороне озера. Расстояние между ними будет 5/4 r. Как только это произойдет, человеку должен перестать двигаться по спирали и поплыть по прямой к самой дальней от людоеда точке на берегу озера. Человеку нужно преодолеть расстояние 3/4 r, а людоеду — расстояние Пиr. При этом человек движется со скоростью v, а людоед – со скоростью 4v. Следовательно, человеку понадобится времени 3r/(4v), людоеду – Пиr/(4v). Понятно, что первое меньше второго и человек доберется до берега раньше.
Значит, человек должен плыть по кругу некоторого радиуса. Каков радиус самого большого круга с центром в середине озера, по которому человек может двигаться так, чтобы людоед успевал за ним? Это такой круг, который позволил бы человеку преодолевать расстояние, составляющее четверть того, что преодолевает людоед, т. е. круг с радиусом r/4.
Итак, человек начинает движение по спирали от центра озера, приближаясь к окружности радиусом r/4, но все таки оставаясь внутри нее. При таком движении людоед начинает постепенно отставать. Человек плывет так до тех пор, пока людоед не отстанет от него на полные 180 градусов. Тогда человек окажется на противоположной от людоеда относительно центра стороне озера. Расстояние между ними будет 5/4 r. Как только это произойдет, человеку должен перестать двигаться по спирали и поплыть по прямой к самой дальней от людоеда точке на берегу озера. Человеку нужно преодолеть расстояние 3/4 r, а людоеду — расстояние Пиr. При этом человек движется со скоростью v, а людоед – со скоростью 4v. Следовательно, человеку понадобится времени 3r/(4v), людоеду – Пиr/(4v). Понятно, что первое меньше второго и человек доберется до берега раньше.
Наталья Фур
Спасибо за подробный ответ!
Наталья Фур
Да, ещё хочу спросить вот что: разрешима ли задача при большей скорости людоеда? Ну, например, если известно, что людоед бегает в 5 раз быстрее человека? Что тогда?
Навскидку: его вектор скорости должен быть всегда направлен от людоеда.
Но тут еще надо доказать, выберется ли он на берег или так и будет плавать. )))))
Но тут еще надо доказать, выберется ли он на берег или так и будет плавать. )))))
Плывите по спирали, так, что бы людоед всегда был всегда в противоположном направлении.
Человеку сначала нужно плыть по спирали так, чтобы центр озера всегда был между ним и людоедом. Так ему нужно плыть до расстояния от центра, равному 1/4 радиуса озера. Свыше этого расстояния человеку уже не хватит скорости, чтобы оставлять между собой и людоедом центр озера, поэтому человеку тут нужно плыть по радиусу к берегу. Тогда, если принять скорость человека за V, он затратит время, равное 3R/4V. Людоед же добежит до того же места за время 3,14R/4V, то есть человек достигнет берега раньше и убежит.
Траектория движения человека будет напоминать знак вопроса.
Траектория движения человека будет напоминать знак вопроса.
Наталья Фур
Да, точно.
Именно так нам учитель и говорил (просто я подзабыл, вот и решил спросить на "Ответах").
Огромное спасибо за ответ!!!
Именно так нам учитель и говорил (просто я подзабыл, вот и решил спросить на "Ответах").
Огромное спасибо за ответ!!!
Наталья Фур
Но если честно, я всё-таки ещё не очень понимаю, как получается такая траектория...(((
Не могли бы Вы нарисовать картинку, а ещё лучше сделать анимацию?
Впрочем, Ваш ответ в любом случае, несомненно, самый лучший.
Не могли бы Вы нарисовать картинку, а ещё лучше сделать анимацию?
Впрочем, Ваш ответ в любом случае, несомненно, самый лучший.
Может человеку нужно приплыть к берегу напротив берега где людоед, и потом бежать?
Нужно схватить людоеда и утопить, так как плавать он не умеет)) ) Других решений нет, людоед всегда будет успевать встречать беднягу на берегу) )
Очевидно, в условии ошибка. Если бы не в 4, а в 3 раза людоед был быстрее, то шанс на спасение был бы) )
А нет, вру, надо просто плыть так, чтобы людоед всегда находился строго сзади, и все будет хорошо)) ) Хотя это в уме прикинул, надо бы уравнения написать проверить.
Очевидно, в условии ошибка. Если бы не в 4, а в 3 раза людоед был быстрее, то шанс на спасение был бы) )
А нет, вру, надо просто плыть так, чтобы людоед всегда находился строго сзади, и все будет хорошо)) ) Хотя это в уме прикинул, надо бы уравнения написать проверить.
Наталья Фур
хороший вариант)))
спасибо за ответ
спасибо за ответ
Диана Тюленцева
В три раза и ежу понятно - плыви себе по прямой. Так как "пи" > 3 ))))
Скорость людоеда: (2Пr/4)/t = 0,5*3,14*r/t ~ 1,6r/t
Скорость человека по кратчайшему пути: = r/t
Ответ: задача некорректна, так как людоед будет всегда быстрее человека минимум в 1,6 раза.
З. Ы. если человек будет плыть от людоеда всегда спиной, то рано или поздно он будет плавать по окружности в 1,6 раза меньше озера.
Скорость человека по кратчайшему пути: = r/t
Ответ: задача некорректна, так как людоед будет всегда быстрее человека минимум в 1,6 раза.
З. Ы. если человек будет плыть от людоеда всегда спиной, то рано или поздно он будет плавать по окружности в 1,6 раза меньше озера.
Добавление к мудрецу. Необязательно плыть по спирали. Можно выплыть по прямой из центра на окружность радиусом R/4/ /А потом плыть строго по кругу обгоняя людоеда. А когда окажетесь на противоположной стороне, то плыть к берегу.
Сергей Поляков
обязательно плыть по спирали
Похожие вопросы
- Задачка с бородой на спасение от людоеда
- Мальчик резвится в круглом бассейне с водой. Когда он находился в центре бассейна, к краю последнего подошёл людоед...
- Общий вопрос про задачи по аналитическим предметам (математика, физика, геометрия)
- Проверьте пожалуйста, как я решила задачу по химии. Ответа, к сожалению, у меня к этой задаче нет
- Две задачи на силу натяжения нити.
- Решение задачи по ТОЭ "Операторным методом расчёта переходных процессов) ЗАДАЧА РЕШЕНА! ТРЕБУЕТСЯ ПОЯСНЕНИЕ!
- 4 задачи на силу Архимеда.
- Помогите решить задачу
- помогите разобраться с задачей по физике. долго над ней бьюсь, мне без помощи, кажется, не обойтись....
- Физика...задача не сходится с ответом..в чём я не прав...