Как найти противоположное течение

Яхта, идущая в Солент, могла бы преодолеть встречное течение, лавируя в пределах зоны завихрения, а по достижении форта — огибая поворот косы на длинном правом галсе. Потенциально ценная тактика для гонки.

В обоих примерах, у Лендс-энда и в Херсте, ветер дует против течения, и это меняет ряд параметров.

1. Растет скорость вымпельного ветра относительно воды — пусть и не значительно, всего на несколько узлов.

2. Увеличивается волновой разгон, поскольку волны движутся против течения, у них есть больше времени и «пространства» для роста.

3. Двигаясь против встречного течения, волны становятся короче и круче. Вся энергия волны концентрируется в меньшем объеме.

Чем меньше длина волны, тем меньше ее скорость. Столкнувшись с сильным течением, волны укорачиваются и замедляются, могут даже остановиться. Гребни при этом никуда не деваются, они становятся очень крутыми, а затем исчезают или ломаются. При этом выше по течению вода ведет себя гораздо спокойнее.

Такая ситуация изображена на снимке №5. Течение направлено справа налево — к устью реки Бандон. Ветер дует навстречу течению, и там где оно проходит над отмелью, вырастают волны.

Не так давно я просматривал архив статей и с ужасом обнаружил такой неприятный факт: в журнале нет материала про отбойные (обратные) течения! А ведь именно обратные течения являются главной причиной гибели людей в морях и океанах. О них должен знать каждый! 

Течениями называют любые потоки воды в толще морей и океанов. Они могут быть вызваны различными факторами. Большую часть течений мы оставим вам на самостоятельное изучение. Ну а здесь расскажем про самый опасный для рядового человека вид течений возникающих там, где образуются волны — отбойные течения (rip currents).

Как возникает отбойное течение

Отбойное течение появляется следующим образом: волны приносят к берегу много воды, которая там “скапливается”. Этой накопленной воде затем нужно куда-то деться. Сначала вода течёт вдоль берега, а затем, в каком-то определённом месте (обычно самом глубоком) утекает обратно в океан.

Возникают отбойные течения в местах, где есть волны. При этом неважно на берегу какого водоёма вы находитесь. Обратные течения бывают даже на озерах, когда ветер надувает волны. Например, на Ладожском озере или на Великих Озёрах.

Отбойные течения довольно узки и редко уносят далеко от берега. Последние исследования вообще показали, что в большинстве случаев практически вся вода уносимая течением возвращается обратно к берегу. То есть она циркулирует всё время в одной и той же области. Поэтому, если человек умеет плавать и знает, как себя вести в течении, он сможет выбраться на берег без особых проблем.

Виды отбойных течений

Отбойные течения подразделяются на несколько видов в зависимости от формы береговой линии и рельефа дна.

Фиксированное отбойное течение — течение обусловлено рельефом дна. На рифовых спотах местами течений могут быть глубокие впадины между камнями. На бич-брейках течения проходят в глубоких каналах между двумя песчаными намывами. Находится всегда в одном месте и присутствует практически в любых условиях.

Нестабильные течения — возникают спонтанно в различных местах на пляже в зависимости от того, под каким углом пришли волны и какого они были размера. Самые опасные и наименее предсказуемые.

Отражённые течения — возникают в результате столкновения бокового потока воды с каким-либо препятствием. Это может быть либо выступ суши, либо искусственное сооружение — волнорез или пирс. 

Эта классификация весьма груба, так как береговая линия, рельеф дна, и волны весьма разнообразны в своих формах. Поэтому в природе довольно часто встречаются смешанные виды обратных течений. 

Есть ещё один вид течений, возникающих благодаря волнам, который стоит упомянуть. Это боковое течение, которое направлено вдоль берега. И мы сейчас говорим не про любое течение, направленное в бок. Мы имеем ввиду такое течение (английский термин longshore current), которое возникает там, где рельеф береговой линии не изменяется на большой расстоянии, и где волны подходят к берегу под углом. Примером такого берега являются длинные песчаные пляжи. В подобных местах образуются течения, которые зигзагами уносят ничего неподзревающих купальщиков и сёрферов вдоль берега. Если сёрфер зайдёт в воду на пляже с таким течением и не будет следить за своим положением относительно ориентиров на берегу, его может унести довольно далеко от места входа в воду. 

С боковыми течениями связано явление под названием свош. Так называют поток воды, который стекает с берега под действием силы гравитации с большой скоростью после того, как пришла сильная волна. Технически не отбойное течение, но знать о нём необходимо.

Существует поверье, что есть течение, которое засасывает под воду. Хотим вас успокоить — это миф. Да, конечно в природе встречаются вертикальные течения, но они встречаются глубоко под водой. О таких течениях вам подробнее расскажут дайверы. Но если говорить об обратных течениях, возникающих именно благодаря волнам в прибрежной зоне — они совершенно точно не могут затащить под воду и несут только по поверхности моря, океана или озера.  

Признаки обратных течений

Чтобы не попасть в неприятную ситуацию, придя на пляж, не неситесь сломя голову в воду. Сначала вспомните про возможное наличие течения и попытайтесь найти его. На первый взгляд заметить течение непросто, однако, если внимательно приглядитесь, то вы сможете с лёгкостью его обнаружить. 

Если вы не смогли увидеть течение, постарайтесь ещё раз уточнить этот момент у местных сёрферов и спасателей.

Определить наличие обратного течения можно по следующим признакам:

1. Цвет воды. Места течений видны по цвету воды. Если пляж песчаный, то поток воды в месте течения будет песчаного цвета. Если на споте нет песка, то вода в месте течения будет темнее, потому что, как правило, течение проходит по глубокому месту. Также вода может быть с белым налётом пены;
2. Буруны на воде. Если вы видите, что везде поверхность воды спокойная, а в каких-то местах вода неровная, то именно там проходят течения. Держитесь от таких мест подальше; 
3. Разрыв в волнах. Отбойное течение ещё называют разрывным, потому что в местах течений редко встают волны. Так что, если вы увидите на пляже место без волн, то там, скорей всего, будет течение;
4. Предметы в воде не находятся на одном месте и двигаются в сторону океана;
5. Поток воды на берегу стремится к одному конкретному месту;
6. Красные флаги. Если на пляже работают спасатели, то они ставят специальные флаги у воды, которые обозначают безопасные места и области с течением. Два или больше красных флага обозначают область с опасным течением. Два красно-жёлтых флага обозначают безопасное место для купания, за которым спасатели внимательно наблюдают. 

Что делать если попал в отбойное течение

Обратные течения опасны. Опасны они в первую очередь для тех, кто купается в океане и не знает про них. Если человек заходит в воду в месте, где наблюдается течение, его может унести даже с глубины по колено. Настолько оно может быть сильным.

Когда человека начинает уносить в океан, он пытается плыть обратно к берегу. Но течения достаточно быстры, поэтому он будет либо грести на одном месте, либо будет удаляться от берега. В результате человек начнёт терять силы, его охватит паника и он начнёт тонуть. Именно так и погибают люди в океане. Даже пловцы со стажем. 

Что нужно делать, чтобы не утонуть в обратном течении:

1. В первую очередь нужно сообразить, что находишься в течении;
2. Не паниковать. Это главное правило. Всегда сохраняйте хладнокровие. На самом деле, течений бояться этих не нужно (в нормальных условиях, но в больших волнах они всё равно опасны), потому что они исключительно редко уносят куда-то далеко. Обычно обратное течение заканчивается чуть дальше того места, где встают волны;
3. Попытаться определить направление течения и начать грести перпендикулярно ему в сторону белой пены. Там, где встают волны и образуется пена, вода двигается в другую сторону, в сторону берега. Там спасение. 
   Но надо быть очень внимательным, потому что обратные течения не всегда направлены перпендикулярно берегу, а могут быть направлены по диагонали;
4. Если вокруг есть другие люди/сёрферы, или пляж патрулируется спасателями, то вы можете помахать руками над головой — это сигнал бедствия;
5. Если вы устали, ложитесь на воду и отдохните, течение вскоре замедлится. Однако, будьте внимательны, если дует сильный ветер с берега он будет помогать течению уносить вас всё дальше.

Но ещё раз повторимся: ключ к тому, чтобы добраться до берега — это самообладание. И, конечно же, умение плавать.

Если же вы на доске, то отбойное течение редко бывает большой проблемой, ведь сёрфборд — это ваш спасательный плот. Главное всегда помните, что в океане есть течения, и чем больше волны, тем они сильнее. Кстати, сёрферы называют отбойные течения каналами и используют их для того, чтобы быстрей добраться до волн.

Если вы идёте в большой день серфить, внимательно понаблюдайте за океаном и течением. Попробуйте представить, что у вас оторвёт доску. Сможете ли вы выплыть самостоятельно на берег? Если на этот вопрос вы ответите «нет», тогда настоятельно не рекомендуем вам идти в таких условиях кататься! Даже очень опытные сёрферы тонут, когда у них отрывает доску в больших условиях, поэтому будьте чрезвычайно аккуратны!

Итак, теперь вы вооружены знанием, которое способно спасти вам жизнь и уберечь от неприятностей. Помните, что прежде чем заходить в воду, нужно осмотреть её поверхность на предмет наличия признаков обратного течения. Если всё же так произошло, что вы оказались в обратном течении, то в первую очередь не паникуйте, подайте сигнал бедствия и плывите перпендикулярно потоку воды в сторону, где рушатся волны. 

P.S. Уважайте океан и помните, что он всегда сильней. Даже если вам кажется, что вы уже всё о нём знаете (что вряд ли!), лучше всегда считать, что условия опасней, чем они кажутся с берега. Лучше перебдеть, чем недобдеть! Будьте аккуратней и это убережёт вас от неприятных ситуаций!

Для решения задач на движение по прямой используется одна основная формула:

где:

• Скорость (V) — расстояние, пройденное за единицу времени.
• Время (t) — время в пути.
• Расстояние (S) — пройденный путь, или расстояние.

Зная эту формулу (для расстояния), вы можете легко  вывести из неё формулу для скорости, или времени.

Если вы запомните эту формулу, то сможете решить любую задачу на движение, так как все задачи на движение по прямой — это применение данной формулы к одному или нескольким взаимосвязанным объектам.

Рассмотрим, как решать разные задачи на движение в зависимости от условий и уровня сложности.

Все задачи на движение делятся на следующие типы:

• простые задачи на скорость, время и расстояние;
• задачи на движение в разных направлениях: сближение и удаление;
• задачи на движение в одном направлении: сближение и удаление;
• решение задач на движение по реке.

Решение простых задач на движение: скорость, время и расстояние

В простых задачах на движение, как правило, есть один движущийся объект, для которого нужно найти неизвестную величину: скорость, время или расстояние. В данном случае применяется формула в ее первоначальном виде:

Задача 1. Автомобиль ехал 2ч со скоростью 85 км/ч. Определите расстояние. 
Решение: Вычислим путь по формуле: S=V × t= 2 ч * 85 км/ч = 170 км.

Задача 2. Велосипедист проехал 60 км за 5ч. Определите скорость.
Решение: Вычислим скорость велосипедиста по формуле: V = S:t = 60 км : 5 ч = 12 км/ч.

Задача 3. Мотоциклист проехал 30 км со скоростью 15км/ч. Сколько времени он затратил на этот путь? 
Решение: Вычислим время движения мотоциклиста по формуле: t = S:V = 30 км : 15 км/ч = 2 ч.

В таких задачах нужно также следить, чтобы были одинаковыми единицы измерения. Например, если расстояние измеряется в километрах, а время — в часах,  то скорость буде измеряться в км/час. Но если единицы измерения скорости — метр/час, а время дано в минутах, то в этом случае скорость и время нужно привести к одинаковым единица измерения, иначе ответ будет неверным.

Задача 4. Мотоциклист ехал 30 минут со скоростью 60 км/ч. Какое расстояние он проехал?
Решение: для того, чтобы вычислить расстояние, нужно время и скорость привести к одинаковым единицам измерения. При этом есть 2 способа:
1) Переведем время: 30 минут = 30/60 = 0,5 часа.
Найдем расстояние: 60 км/ч * 0,5 ч = 30 км.
2) Переведем скорость: 60 км/ч = 60км / 1час = 60км / 60 мин = 1км/мин.
Найдем расстояние: 1км/мин*30минут = 30 км.

Решение задач на движение в разных направлениях: сближение (встречное движение) и удаление (противоположное движение)

При встречном движении расстояние между объектами уменьшается. Объекты приближаются друг к другу со скоростью сближения.
Скорость сближения находится по формуле:

При движении в противоположных направлениях скорости объектов направлены в разные стороны. Объекты удаляются друг от друга со скоростью удаления.
Скорость удаления находится по формуле: 

При решении подобных задач лучше нарисовать схему движения, чтобы было легче решать.

Задача 5. Два велосипедиста выехали одновременно навстречу друг другу из двух пунктов, расстояние между которыми 36 км. Скорость первого велосипедиста 10 км/ч, второго — 8 км/ч. Через сколько часов они встретятся? 
Решение: 1) Найдем скорость сближения: V=10+8 = 18 км/ч.
2) Найдем время: t = S:V = 36 : 18 = 2 ч.

Задача 6. Два пешехода вышли одновременно из одного и того же пункта в противоположных направлениях. Скорость первого пешехода 3км/ч, второго — 4км/ч. Какое расстояние между ними будет через 30 минут?
Решение: 1) Найдем скорость удаления пешеходов: V = 3+4=7 км/час.
2) Переведем в соответствие единицы измерения: t=30 мин = 0,5 ч.
3) Найдем расстояние: S=V × t = 7 × 0,5 = 3,5 км.

Задача 7. Два автобуса выехали одновременно навстречу друг другу из двух пунктов, расстояние между которыми 300 км. Через 2 часа они встретились. Найдите второго второго автобуса, если первый ехал со скоростью 70 км/ч.
Решение. 1) Нам известно расстояние и скорость, поэтому найдем скорость по формуле: V = S:t = 300:2=150км/ч. Это скорость сближения.
2) Найдем скорость второго автобуса: 150-70 = 80км/ч.

Решение задач на движение в одном направлении: сближение и удаление

Если два объекта движутся в одном направлении и один объект “догоняет” второй, то расстояние между объектами уменьшается.
Скорость сближения при таком движении определяют по формуле:

Если два объекта движутся в одном направлении и один объект “отстает” от второго, то расстояние между объектами увеличивается.
Скорость удаления при таком движении определяют по формуле:

Если объект движется в стоячей воде (озере), то его скорость называют собственной скоростью объекта. То есть, скорость объекта равная собственной скорости объекта.

Заметим, что плот — это тело, у которого собственная скорость равна нулю (V=0). Значит, плот может плыть только по течению и со скоростью течения.

Задача 8. Расстояние между двумя автомобилями, движущимися в одном направлении, составляет 20 км. Первый автомобиль едет со скоростью 40км/ч, второй — со скоростью 30км/ч. Через сколько часов первый автомобиль догонит второй?
Решение. 1) Найдем скорость сближения автомобилей: V=40-30=10км/ч.

2) Зная расстояние (20км) и скорость сближения (10км/ч) найдем время: 20:10=2 часа.

Задача 9. Из одного населенного пункта выехали автомобиль и автобус. скорость автомобиля 70 км/ч, скорость автобуса — 50 км/ч. Какое расстояние будет между ними через 3 часа?
Решение. 1) Найдем скорость удаления : V=70-50=20км/ч.
2) Зная скорость удаления и время, найдем расстояние: S = 20*3 =60 км.

Решение задач на движение по реке

Особенностью задач на движение реке является то, что у объекта появляется дополнительная скорость — скорость течения реки. При этом возможно два варианта:

• по течению реки → скорость увеличивается;
• против течения реки → скорость уменьшается.

Таким образом, в задачах рассматривают 2 скорости: 

• Скорость собственная — Vs;
• Скорость течения реки — Vt.

Задача 9. Собственная скорость лодки составляет 12 км/ч. Скорость течения реки равна 3 км/ч. Какое расстояние проплывёт лодка через 3 часа, если она плывёт по течению реки?
Решение. 1) Найдем скорость лодки. Так как она плывет по течению реки, ее скорость увеличивается. 
V = Vs+ Vt = 12+3 =15км/ч.
2) Найдем расстояние: S=V×t = 15×3=45км.

Задача 10. Собственная скорость катера составляет 30 км/ч. Скорость течения реки равна 4 км/ч. Какое расстояние преодолеет катер через 4 часа, если он плывёт против течения реки?
Решение. 1) Найдем скорость. Так как катер плывет против течения реки, его скорость уменьшится. 
V = Vs- Vt = 30-4 =26 км/ч.
2) Найдем расстояние: S=V×t = 26 * 4 = 104 км.

Задача 10. Скорость лодки равна 10 км/ч. При этом надо успеть проплыть 25 км за 2 часа по течению реки. Какой должна быть скорость течения реки, чтобы успеть в срок? 
Решение. 1) Найдем нужную скорость: V=S:t = 25:2=12,5 км/ч.
2) Найдем скорость, которую нужно прибавить до нужно (скорость течения реки): 12,5-10=2,5км/ч.

Задача 11. Уровень ЕГЭ.
Катер прошёл по течению реки 120 км и вернулся обратно. Известно, что обратный путь занял на 1 час больше времени, а скорость катера в неподвижной воде равна 27 км/ч. Найдите скорость течения.
Решение: Пусть Vt — cкорость течения реки, тогда:
1) В одну сторону: 27+Vt  – скорость перемещения катера по течению, S=120км.
2) В обратную сторону: 27-Vt  – скорость перемещения катера против течения, S=120км.
Выразим время:
1) В одну сторону:  t=S:V = 120:(27+Vt) – время, затраченное катером на перемещение по течению,
2) В обратную сторону:  t=S:V = 120:(27-Vt) – время, затраченное катером на перемещение против течения.
Так как время перемещения против течения на час больше, чем время по течению, то:
120:(27+Vt) +1 = 120:(27-Vt).
Далее решаем уравнение и получаем ответ 3 км/ч.

Больше задач на движение Ваш ребёнок может решить, скачав программы:

Правильность решения задач вы можете проверить на сайте intmag24.ru с помощью калькулятора решения задач на движение.

Полезные советы для решения задач на движения

• В процессе решения задач на движение может быть составлена формула квадратного уравнения, которое будет иметь два корня. В этом случае нужно взять тот ответ, который  будет логичен для задачи (положительный). Отрицательный корень не берется во внимание.
• Внимательно следите, чтобы в задаче все данные измерялись одними величинами. Если это не так, нужно се привести к единым единицам измерения.
• При решении задач на движение рисуйте картинки. Особенно, когда текст задачи большой и сразу в голове не укладывается. Чаще всего это нужно делать в задачах, где кто-то кого-то догоняет, встречается, или перемещается между пунктами А и В туда и обратно. На картинке сразу видно, какие отрезки пути можно просчитать. Картинка облегчает составление математической модели.

Для решения более сложных задач на движение посмотрите, как составлять схемы и таблицы данных для наглядного представления и структурирования данных.