Navigazione - dispense
Punto di non ritorno su base fissa

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Problema classico della navigazione è l'individuazione del punto più lontano che si può raggiungere su una determinata rotta, potendo ancora rientrare prima di aver esaurito il carburante.
Se non ci fosse di mezzo il vento la soluzione sarebbe banale: mi allontano per metà del tempo e utilizzo la rimanente metà per rientrare.
Ma con il vento le cose cambiano.

Se, ad esempio, ho vento favorevole all'andata, in un'ora percorro più strada di quanta ne percorrerò al ritorno. Se avessi un'autonomia di due ore e mi allontanassi per un'ora, nell'ora che mi resta non riuscirei a ripercorrere la stessa strada e a rientrare.
Questo è ancora uno dei classici problemi da impostare e risolvere grazie all'algebra.
Limitiamoci infatti a "descrivere" in forma matematica (e cioè sotto forma di relazioni numeriche) i dati del nostro problema.
Il mio aereo volerà per un tempo TA di allontanamento e per un tempo TR di rientro. La somma dei due tempi dovrà essere uguale proprio alla mia autonomia (normalmente indicata con E, dall'inglese "Endurance").
Una prima relazione sarà, semplicemente TA + TR = E.
E da sola ci dice poco, ma andiamo avanti...
Una volta calcolate, tenendo conto del vento, le GSA e GSR, velocità al suolo di allontanamento e di rientro, potremo scrivere, ancora semplicemente, che lo spazio percorso AB all'andata è uguale alla velocità di allontanamento GSA per il tempo di allontanamento TA.
AB = GSA x TA
Nello stesso modo lo spazio percorso al rientro BA è uguale alla velocità di rientro GSR per il tempo di rientro TR.
BA = GSR x TR
E, ancora, se ce ne fosse bisogno, che lo spazio AB percorso all'andata deve essere uguale a quello percorso al rientro BA (vado e torno sullo stesso aeroporto).
AB = BA
L'algebra ci insegna che se abbiamo tante equazioni quante sono le incognite il nostro "sistema lineare" è risolvibile.
E in questo caso é:
(1)   TA
+ TR = E
(2)  
AB = GSA x TA
(3)   BA
= GSR x TR
(4)  
AB = BA
abbiamo 4 incognite (TA - TR - AB - BA) e 4 relazioni. Facciamo sistema e risolviamo.
Sostituiamo la (2) e la (3) nella (4), otteniamo:
(5)   GSA
x TA = GSR x TR
Risolviamo la (1) rispetto a TR :
(6)  
TR = E -TA
Sostituiamo nella (5) a TR il suo valore espresso dalla (6) e otteniamo un'unica relazione nell'unica incognita TA:
 GSA x TA = GSR x (E -TA)
Questa è una semplice equazione che possiamo risolvere senza troppi problemi (cioè, se abbiamo un minimo di dimestichezza con l'algebra).
I passaggi sono questi:
GSA x TA = GSR x E - GSR xTA
GSA
x TA + GSR xTA= GSR x E
TA (GSA+
GSR )= GSR x E
E quindi, finalmente:


Una volta ottenuto TA si trova facilmente TR (basta sostituire il valore trovato di TA nella (1).
Quindi, se serve, sostituendo TAo TR nella (2) o nella (3) si trova la distanza AB.
A chi piace imparare le formule a memoria può memorizzare le tre soluzioni:

Ma personalmente sconsiglio di affidare la pelle ad una formula "imparata a memoria".
Il mio suggerimento è di imparare ad utilizzare l'algebra, impostare la risoluzione di un qualsiasi problema semplicemente cercando di "descriverlo" in formule matematiche.
Dopodiché non avremo più problemi: sarà l'algebra stessa, facendo solo dei semplici conti, che ci porterà alla soluzione.

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