Для решения задачи нам потребуется воспользоваться следующими данными и формулами.
- Обозначим скорость теплохода в стоячей воде как ( v ) (км/ч), а скорость течения реки как ( u ) (км/ч).
- Расстояние между двумя городами обозначим как ( s ) (км).
Теплоход идет вверх по течению против течения реки, поэтому его скорость относительно берега будет ( v - u ) км/ч, и время, за которое он преодолевает расстояние ( s ), будет равно ( \frac{s}{v - u} ). По условию этот путь теплоход преодолевает за 80 часов:
[ \frac{s}{v - u} = 80 ]
Когда теплоход идет вниз по течению, его скорость относительно берега будет ( v + u ) км/ч, и время, за которое он преодолевает расстояние ( s ), будет равно ( \frac{s}{v + u} ). По условию этот путь теплоход преодолевает за 60 часов:
[ \frac{s}{v + u} = 60 ]
Из этих уравнений можно выразить ( s ):
[ s = 80(v - u) ]
[ s = 60(v + u) ]
Приравняем правые части уравнений:
[ 80(v - u) = 60(v + u) ]
Раскроем скобки и упростим уравнение:
[ 80v - 80u = 60v + 60u ]
[ 20v = 140u ]
[ v = 7u ]
Подставим ( v = 7u ) в уравнение для ( s ):
[ s = 60(7u + u) = 60 \times 8u = 480u ]
Теперь найдем время, за которое расстояние проплывет плот. Плот движется со скоростью течения реки ( u ), и время, за которое плот преодолеет расстояние ( s ), будет:
[ \frac{s}{u} = \frac{480u}{u} = 480 \text{ часов} ]
Таким образом, плот проплывет расстояние между двумя городами за 480 часов.