Lösung (vektorielle Bestimmung des Treffpunktes)
Die gesuchte Relativgeschwindigkeit gegenüber dem Ufer ist
Wir
legen den Ursprung in den Startpunkt am ersten Ufer. Startzeit
t=0.Dann lautet die Bahnkurve des Bootes
Der Fluss ist zum Zeitpunkt T überquert, der vyT=B
erfüllt. Also T=B/vy. Dann hat man in der
Abtriebsrichtung die Bedingung A=T(W+vx)=(B/vy(W+vx).
Gefragt ist nach vx und vy. Wir dürfen
etwa vx frei wählen und erhalten dann
.
Sachlich realistischer ist es, den Betrag
der Bootsgeschwindigkeit
festzulegen und den Startwinkel des Bootes gegenüber
der Uferlinie zu variieren. Dazu formen wir die letzte Gleichung wie
folgt um:
Jetzt führen wir systembezogene Größen ein, nämlich Q=A/B und ßx=vx/W=rcosq und ßy=vy/W=rsinq mit r=v/W. Dann mißt Q die Größe des Abtriebs in Einheiten der Flußbreite und ß=(ßx,ßy)=r(cosq,sinq) gibt die Bootsgeschwindigkeit in Einheiten der Flußgeschwindigkeit W. Unsere Bedingung schreibt sich
Diese Gleichng folgt auch unmittelbar geometrisch aus der Skizze, da Q=tan(a) gilt.
Das gibt uns die Stärke des Abtriebs Q=A/B bei gegebener skalarer Bootsgeschwindigkeit v=rW und Neigungswinkel q. Gibt man v vor, dann zeigt diese Formel , welche Punkte des gegenüberliegenden Ufers man durch geeignete Wahl von q überhaupt noch erreicht.