Logo
Logo

Тени на кузове

Нарисуйте, как движется тень верхушки дерева в этом случае.

На двух рисунках (вид сверху и вид сбоку) изображена схема движения фургона (см. рисунки $а$ и $б$).

Отметим на каждом из этих рисунков по два положения задней стенки фургона: $(1)$ в тот момент, когда тень верхушки дерева начинает движение по стенке и $(2)$ в тот момент, когда она завершает это движение. Из первого рисунка видно, что тень должна двигаться справа налево, а из второго – сверху вниз, т.е. от точки $D$ к точке $A$ (см. рисунок $в$). Другие тени будут двигаться параллельно этой линии. Обозначим время пробегания тени по задней стенке через $\tau$, скорость фургона – через $v$, угол между направлением дороги и азимутом направления на Солнце (в нашем случае, поскольку дело происходит ровно в полдень – это направление Север-Юг) – через $\alpha$, а высоту Солнца над горизонтом – через $\beta$, тогда будут справедливы следующие соотношения:
$$
v= \frac{A_{1} A_{2}}{\tau}, \quad \operatorname{tg} \alpha=\frac{A B}{A_{1} A_{2}}, \quad \operatorname{tg} \beta=\frac{B D}{A_{2} B_{1}}
\\
\left|A_{1} A_{2}\right|^{2}+|A B|^{2}=\left|A_{2} B_{1}\right|^{2}.
$$Поскольку в нашем случае $\tau=0.1~с$, $\alpha=45^{\circ}$, $|A B|=|A_{1} A_{2}|=2.5~м$, $|B D|=2.0~м$, получаем
$$
v=\frac{2.5~м}{0.1~с}=25~м/с=90~км/ч,
\\
\operatorname{tg} \beta=\frac{2~м}{\sqrt{12.5}~м} \approx 0.57, \qquad \beta \approx 30^{\circ}.
$$

Ответ: См. рис. $в$ решения.
Как движутся тени других верхушек?

Ответ: См. рис. $в$ решения.
Найдите скорость фургона и высоту Солнца над горизонтом (высота Солнца измеряется в градусах).

Ответ: $$
v=\frac{2.5~м}{0.1~с}=25~м/с=90~км/ч
$$$$
\beta \approx 30^{\circ}
$$