Школьник летом на даче жил недалеко от военного аэродрома, на который постоянно садились военно-транспортные самолеты, которые летели всегда по одной и той же траектории («глиссаде»), проекция которой на землю являлась прямой линией, отстоящей на расстояние L = 800 м от дачи школьника. Он вооружился секундомером и точным угломерным инструментом, провел многократные измерения некоторых времен и углов и усреднил их для однотипных марок самолетов. Оказалось, что когда самолет находился на минимальном расстоянии от школьника, угол между горизонталью и направлением на самолет составлял а а звук его двигателей был слышен в месте нахождения школьника спустя время
За это время самолет успевал удалиться от точки максимального сближения со школьником на угловое расстояние
Исходя из этих данных, школьник определил скорость
самолета. Чему она оказалась равна?
Какие законы Вы использовали для описания движения? Обоснуйте их применение к данному случаю.
Обоснование. Движение самолета является поступательным, поэтому самолет можно считать материальной точкой и рассматривать перемещение в вертикальной плоскости. Учитывая, что промежуток времени очень мал, можно считать за данный интервал времени движение самолета прямолинейным и равномерным и применять законы данного вида движения.
Перейдем к решению. Введем обозначения как показано на рисунке: школьник находится в точке А, самолет снижается по глиссаде СD, где С — точка максимального сближения самолета со школьником, а точка D, из которой слышен максимум громкости двигателей, такова, что Пусть l — расстояние AC до глиссады, а s — путь CD, пройденный самолетом по глиссаде за время t.
Поскольку из прямоугольного треугольника ACD можно найти
Тогда искомая скорость самолета где осталось найти l.
Проведем из точки С перпендикуляр СH к земле (см. рис.). В прямоугольном треугольнике CHA, зная угол α между горизонталью и направлением на самолет, найдем
Чтобы найти АН, проведем из точки A перпендикуляр АВ к проекции глиссады на землю. Покажем, что Действительно, пусть cамолет садится под углом γ (см. рис.), этот угол лежит в пределах 2°−5°. По теореме об острых углах со взаимно перпендикулярными сторонами, угол BCH тоже равен γ, а значит, настолько мал, что точку В можно считать совпадающей с точкой Н. Таким образом, (см. выносной рисунок),
а потому
Тем самым
Ответ: 300 км/ч.

