عبور قارب لنهر – السرعة النسبية

ماذا تعرض

يجمع القارب في النهر سرعتين: سرعته بالنسبة إلى الماء v₁₂، التي يحددها محركه واتجاه مقدمته، وسرعة الماء بالنسبة إلى الضفة v₂₃. وسرعته بالنسبة إلى الضفة هي المجموع الاتجاهي v₁₃ = v₁₂ + v₂₃. ولا ينقل القارب إلى الضفة الأخرى إلا مركّبة v₁₂ العمودية على النهر، لذا يكون زمن العبور t = d/(v₁₂ cos θ)، بينما يدفعه التيار جانبًا فينجرف مسافة x = (v₂₃ − v₁₂ sin θ)·t. ويُبقي النموذج سرعة القارب واتجاهه ثابتين، ويهمل الرياح والأمواج والتسارع.

طريقة الاستخدام

اضبط «سرعة القارب بالنسبة إلى الماء» و«سرعة التيار» و«عرض النهر»، ثم اضغط «ابدأ». استخدم «زاوية التوجيه θ» أو اسحب على النهر لتوجيه المقدمة، وقارن زمن العبور ونقطة الوصول C في لوحة القراءات. اضغط «اعبر عموديًا» لأسرع عبور، و«إلى المقابل» للزاوية التي توصل إلى B. غيّر «التيار» إلى «بطيء عند الضفتين، سريع في الوسط» لترى مسارًا منحنيًا.

المعاملات القابلة للتغيير

• عرض النهر 20–300 m
• سرعة القارب بالنسبة إلى الماء 0.5–8 m/s
• سرعة التيار 0–6 m/s
• زاوية التوجيه (موجبة: عكس التيار) -85–85 °
• التيار منتظم عبر النهر, بطيء عند الضفتين، سريع في الوسط

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا لا يغيّر التيار الأسرع زمن العبور عندما يتجه القارب عموديًا على الضفة؟
2. كيف يجب توجيه القارب ليصل إلى النقطة المقابلة تمامًا، وماذا يحدث لزمن العبور؟
3. إذا كان التيار أسرع من القارب، فهل يمكنه أن يصل إلى النقطة المقابلة لنقطة انطلاقه تمامًا؟