PHYS 101: Pytanie na Midterm #3 (2026) Ruch względny na poruszającym się lotniskowcu Marynarz o imieniu Arthur biega w przód i w tył po pokładzie lotniskowca francuskiego, który płynie z stałą prędkością przez Morze Śródziemne. Arthur biega z stałą prędkością względem pokładu (tj. względem statku) v_r = 4,00 m/s w kierunku równoległym do ruchu statku (w przód i w tył wzdłuż długości pokładu). Prędkość statku względem ziemi (Ziemi) jest stała i równa v_s (nieznana; do obliczenia) w kierunku wschodnim. Zakładaj: Pokład jest idealnie prosty i wyrównany z kursem statku. Arthur spędza równą ilość czasu (i pokonuje równą odległość względem statku) biegając w przód (w tym samym kierunku co statek) i w tył (w przeciwnym kierunku do ruchu statku). GPS (np. z zegarka takiego jak Garmin Forerunner) rejestruje pozycję i prędkość Arthura względem ziemi, a nie względem statku. Strava rejestruje następujące dane dotyczące aktywności: Całkowita odległość przebyta (mierzona przez GPS): 7,23 km Czas ruchu: 35 minut 58 sekund = 2158 s Średnie tempo zgłoszone: 4:58 min/km Ślad pokazuje, że Arthur wielokrotnie biega w przód i w tył (strzałki zygzakowe zmieniające kierunek), a netowy postęp śladu jest w kierunku wschodnim na przestrzeni kilku kilometrów. Pytanie 1: Pokaż, że prędkość statku v_s jest równa średniej prędkości względem ziemi obliczonej na podstawie danych z Strava (niezależnie od tego, jaka jest prędkość biegu Arthura względem pokładu). Pytanie 2: Oblicz wartość liczbową prędkości statku v_s w km/h i w węzłach (1 węzeł ≈ 1,852 km/h). Pytanie 3: Wyjaśnij jakościowo, dlaczego kierunek ruchu statku można wywnioskować z mapy Strava jako mniej więcej wschodni.