七、流水行舟
“这次,我们先来探究这种运动的事实。”马先生说。
“运动是力的作用,这是学物理的人都应当知道的常识。在流水中行舟,这种运动,受几个力的影响?”
“两个:一、水流的;二、人划的。”这我们都可以想到。
“我们叫水流的速度流速;人划船使船前进的速度,叫漕速。那么在流水上行舟,这两种速度的关系是怎样的?”
“下行速度=漕速+流速;上行速度=漕速-流速。”
这是王有道的回答。
例一:水程六十里,顺流划行五时可到,逆流划行十时可到,每时水的流速和船的漕速是怎样的?
经过前面的探究,我们已知道,这简直和“和差问题”没什么两样。
水程六十里,顺流划行五时可到,所以下行的速度,就是漕速和流速的“和”,是每小时十二里。
逆流划行十小时可到,所以上行的速度,就是漕速和流速的“差”,是每小时六里。
下面的图极易画出,计算法也很明白:
图30
(60里÷5+60里÷10)÷2=(12里+6里)÷2=9里——漕速
(60里÷5-60里÷10)÷2=(12里-6里)÷2=3里——流速
例二:王老七的船,从宋庄下行到王镇,漕速每时7里,水流每时3里,6时可到,回来需几时?
马先生写完了题问:“运动问题总是由速度、时间和距离三项中的两项求其他一项,本题所求的是哪一项?”
“时间!”又是一群小孩子似的回答。
“那么,应当知道些什么?”
“速度和距离。”有三个人说。
“速度怎样?”
“漕速和流速的差,每小时4里。”周学敏回答。
“距离呢?”
“下行的速度是漕速同流速的和,每时10里,共行6时,所以是60里。”王有道说。
“对的,不过若是画图,只要参照一定倍数的关系,画AB线就行了。王老七要从B回到A,每时走3里,他的行程也是一条表一定倍数关系的直线,即BC。至于计算法,这一分析就容易了。”马先生不曾说出计算法,也没有要我们各自做,我将它补在这里:
(7里+ 3里)×6÷(7里-3里)=60里÷4里=15——时
例三:水流每时2里,顺水5时可行35里的船,回来需几时?
图31
图32
这题,在形式上好像比前一题曲折,但马先生叫我们抓住速度、时间和距离三项的关系去想,真是“会者不难”!
AB线表示船下行的速度、时间和距离的关系。
漕速和流速的和是每时7里,而流速是每时2里,所以它们的差每小时3里,便是上行的速度。
依定倍数的关系作AC,这图就完成了。
算法也很容易懂得:
例四:上行每时2里,下行每时3里,这船往返于某某两地,上行比下行多需2时,二地相距几里?
图33
依照表示定倍数关系的方法,我们画出表上行和下行的行程线AB和AC。EF正好表示相差二时,因而得所求的距离是12里,正与题相符。我们都很得意,马先生却不满足,他说:“对是对的,但不好。”
“为什么对了还不好?”我们有点儿不服。
马先生说:“EF这条线,是先看好了距离凑巧画的,自然也是一种办法。不过,若有别的更正确、可靠的方法,那岂不是更好吗?”
“……”大家默然。
“题上已说明相差二时,那么表示下行的AC线,若从二时那点画起,则得交点E,岂不更清晰明了吗?”
图34
真的!这一来是更好了一点儿!由此可以知道,“学习”真是不容易。古人说:“开卷有益。”我感到“听讲有益”,就是自己已经知道了的,有机会也得多多听取别人的意见。