¿Qué significa la velocidad de un objeto en relación con el agua?

Un nadador nada con una velocidad de 1,25 m/s "relativa al agua". Tiene que cruzar a nado el río que tiene 150 metros de ancho. Si la dirección de su velocidad es perpendicular a la corriente, la corriente se lo lleva 120 metros más abajo. ¿Qué dirección relativa a la corriente tiene que elegir para llegar al punto opuesto del otro lado? ¿Cuánto tiempo le llevará?

Mi pregunta es ¿qué significa "relativo al agua"? No estoy seguro de cómo imaginarlo cuando el agua se está moviendo.

Editar: ¿Es correcta mi interpretación de la velocidad (en relación con algo) en estas imágenes? Si no, ¿puede dibujar una imagen donde se muestre la "velocidad del nadador en relación con el agua"? O al menos como me entero?ingrese la descripción de la imagen aquí

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Feliz año nuevo Lauren, necesitas leer los conceptos de esta página y otros relacionados con los vectores: physicsclassroom.com/class/vectors/Lesson-1/…
Ese es un buen punto ("..Así que tu velocidad >>en relación con el tren<< es solo 1 mph..."). Entonces, ¿el vector de la velocidad del nadador (en relación con el agua) podría apuntar a cualquier lugar (y seguiría siendo 1,25 m/s)? ¿Es eso correcto?
Entonces, independientemente de hacia dónde camine la persona en el tren, su velocidad relativa con respecto al tren es siempre 1 mph. Si la persona va hacia adelante, hacia atrás, hacia la izquierda o hacia cualquier lugar mientras está en el tren, la velocidad relativa de la persona con respecto al tren seguirá siendo de 1 mph, ¿verdad? Y si quiero saber la velocidad relativa de la persona con respecto al suelo, sería la suma de los vectores, por lo que si la persona va en la misma dirección que el tren, sería 60+1 mph = 61 mph, si la persona va en la dirección opuesta. sería 60+(-1)mph=59mph, ¿es correcto?
Sí, el segundo diagrama está mal, lo entiendo ahora. Gracias por su paciencia.

Respuestas (1)

Esa es realmente una gran pregunta, que lo lleva a la necesidad de derivados de materiales en la dinámica de fluidos, ya que la velocidad del flujo no solo dependerá del tiempo, sino también de la posición.

Ahora para la pregunta real. Creo que se supone que la velocidad del flujo es homogénea (la misma en todos los puntos). Con esto en mente, se convierte en un problema de velocidad relativa simple de resolver. Para su interpretación de la velocidad relativa, la de la velocidad relativa al suelo es correcta, pero creo que la última no lo es. Podrías imaginar que la corriente es en realidad el agua, y lleva consigo al nadador, por lo tanto, la velocidad relativa del nadador al agua también es solo su velocidad relativa a la corriente.

Bueno, en la segunda imagen, estaba pensando que la velocidad del nadador en relación con la velocidad del agua/arroyo sería la velocidad del nadador menos la velocidad del agua/arroyo. Pero cuando dices que la corriente lleva consigo al nadador, mi interpretación no tendría sentido.
una pregunta más: ¿cómo puedo encontrar la dirección/ángulo (en relación con la corriente) que el nadador tiene que elegir para llegar al punto opuesto en el otro lado? Conté la velocidad de la corriente que es de 1 m/s y ahora usaría trigoniometría básica para encontrar el ángulo. Pero elegí el ángulo entre la velocidad de la corriente y la velocidad del nadador en relación con el agua/suelo, lo que resultó en 36,9 grados, pero el resultado correcto debería ser 53,1, que es el ángulo entre la velocidad del nadador y la velocidad relativa. a tierra/corriente. Entonces, ¿por qué debería elegir ese ángulo?
Puede haber sido una pregunta mal formulada, con respecto a la respuesta. ¿Podría mostrar sus cálculos detallados? Obtuve 51,3 grados con el ángulo relativo de la velocidad negativa de la corriente. Creo que no es necesario trabajar con velocidades para la primera parte, sino con desplazamiento, para obtener los ángulos relativos.
@LaurenSin, sus comentarios sugieren que cree que el nadador solo tiene una velocidad verdadera. Pero ese no es el caso. Siempre que decimos "velocidad de algún objeto", siempre hay algún otro objeto implícito, y estamos hablando de la velocidad entre esas cosas; entre el nadador y el suelo, entre el nadador y el agua, entre el agua y el suelo. Los problemas de física a menudo hablarán de un "marco de coordenadas" que está "unido a" algo. (Es decir, podemos hablar de la velocidad del nadador en un marco de coordenadas que está pegado al suelo, o...
...podemos hablar de la velocidad del nadador en un marco de coordenadas que se mueve con el agua).
¿Qué significa la velocidad de un objeto en relación con el agua?
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