謎題探險:逆流而上——如何最大限度地利用上游

在這個謎題中,計算出你旅程中每一段的速度應該是多少才能使其儘可能快

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如果你曾經逆流游泳或划槳,你會注意到兩件事。首先,河流的速度變化很大。其次,當遇到水流湍急的水域時,這些變化應該會導致你更用力地划水。如果你不這樣做,你將毫無進展。這個謎題用馬達代替你的肌肉,但仍然要求你計算如何用能量換取時間。

以下是事實

•  你想逆流而上 72 公里 (km)。
•  前 24 公里的下游速度為每小時 7 公里 (kmh)。
•  接下來 18 公里的下游速度為每小時 2 公里。
•  最後 30 公里的下游速度為 0 公里/小時(河流變成湖泊)。

你有一個電動馬達,有三個設定,可以以以下水速推動船前進:

•  使用 1 千瓦 (kW) 的功率為 5 公里/小時
•  使用 3 千瓦的功率為 10 公里/小時
•  使用 5 千瓦的功率為 15 公里/小時

請記住,陸地速度 = 水速 - 下游速度。
例如,如果你的上游水速為 15 公里/小時,但河流的下游速度為 2 公里/小時,那麼你的陸地速度為 13 公里/小時。

熱身
假設你在航程的所有階段都全速前進。這段旅程需要多長時間,你會消耗多少能量?

熱身解答

現在是給你的挑戰。

1. 如果你完全不著急,完成整個行程你可以使用的最少能量是多少?你會怎麼做?

提示:在湖上,你會使用最慢的速度,但這可能不適用於旅程的所有部分。

2. 假設你有一個容量為 30 千瓦時的電池。你如何安排行程以儘可能快地到達,同時消耗不超過 30 千瓦時的能量?


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