Establece un sistema de referencia con origen de coordenadas en el muelle A, con eje de posiciones OX con dirección y sentido acordes a la corriente de agua (desde A hacia B), y con instante inicial (ti = 0) correspondiente al inicio de la etapa de nado desde A hacia B, y observa que empleamos este sistema de referencia en todas las etapas del problema.
a)
Tienes los datos de la primera etapa:
vc = 125 m/min (velocidad de la corriente con respecto a la tierra, que fluye con sentido desde A hacia B),
vn1 = +vn (a determinar, velocidad del nadador con respecto al agua, observa que es positiva),
t1i = 0 (instante inicial),
t1f = 4 min (instante final),
x1i = 0 (posición inicial en el tramo de ida),
x1f = 1,5 Km = 1500 m (posición final del tramo de ida);
luego, planteas la ecuación de posición de Movimiento Rectilíneo Uniforme, y queda la ecuación:
x = x1i + (vn1 + vc)*(t - t1i), reemplazas datos iniciales, cancelas términos nulos, y queda:
x = (vn1 + 125)*t;
luego, remplazas los datos finales, y queda:
1500 = (vn1 + 125)*4, divides por 4 en ambos miembros, y queda:
375 = vn1 + 125, restas 125 en ambos miembros, y luego despejas:
vn1 = 250 m/min, que es el módulo de la velocidad del nadador con respecto al agua.
Luego, tienes los datos de la segunda etapa:
vc = 125 m/min (velocidad de la corriente con respecto a la tierra, que fluye con sentido desde A hacia B),
vn2 = -250 m/min (velocidad del nadador con respecto al agua, observa que es negativa),
t2i = 4 min (instante inicial),
t2f = a determinar (instante final),
x21 = 1500 m (posición inicial en el tramo de vuelta),
x2f = 0 (posición final del tramo de vuelta);
luego, planteas la ecuación de posición de Movimiento Rectilíneo Uniforme, y queda la ecuación:
x = x2i + (vn2 + vc)*(t - t2i), reemplazas datos iniciales, y queda:
x = 1500 + (-250 + 125)*(t - 4);
luego, resuelves el coeficiente del último término, remplazas los datos finales, y queda:
0 = 1500 - 125*(t2f - 4), restas 1500 en ambos miembros, y queda:
-1500 = -125*(t2f - 4), divides por -125 en ambos miembros, y queda:
12 = t2f - 4, sumas 4 en ambos miembros, y luego despejas:
t2f = 16 min, que es el instante en el cuál el nadador llega al muelle A;
luego, planteas la expresión del intervalo de tiempo empleado en la segunda etapa, y queda:
Δt2 = t2f - t2i = 16 - 4 = 12 min.
b)
Ya tienes la ecuación de posición del nadador en su segunda etapa:
xn = 1500 - 125*(t - 4) (1);
luego, planteas la ecuación de posición de la nadadora (presta atención a los datos iniciales), y queda:
xN = 0 + (250 + 125)*(t - 4), cancelas el término nulo, resuelves el coeficiente en el último término, y queda:
xN = 375*(t - 4) (2).
Luego, planteas la condición de encuentro entre ambos nadadores, y quda:
xN = xn, sustituyes las expresiones señaladas (2) (1), y queda:
375*(t - 4) = 1500 - 125*(t - 4), sumas 125*(t - 4) en ambos miembros, y queda:
500*(t - 4) = 1500, divides por 500 en ambos miembros, y queda:
t - 4 = 3, sumas 4 en ambos miembros, y queda:
t = 7 min,
que es el instante en el cuál se encuentran los dos nadadores (observa que ambos llevan nadando tres minutos);
luego, reemplazas este último valor remarcado en las ecuaciones señalada (1) (2), resuelves, y queda
x = 1125 m,
que es la posición del punto de encuentro de los nadadores.
Espero haberte ayudado.