сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 0 № 219
i

В Рож­де­ствен­скую ночь Санта Клаус взле­та­ет с Се­вер­но­го по­лю­са на санях раз­да­вать по­дар­ки детям. Сна­ча­ла он летит до Юж­но­го по­лю­са с по­сто­ян­ной по мо­ду­лю от­но­си­тель­но по­верх­но­сти Земли ско­ро­стью так, чтобы для него все­гда была пол­ночь, то есть чтобы ось вра­ще­ния Земли всё время на­хо­ди­лась между ним и Солн­цем. Затем он воз­вра­ща­ет­ся на Се­вер­ный полюс по крат­чай­ше­му пути с такой же ско­ро­стью. Сколь­ко занял у него об­рат­ный перелёт, если по пути на юг па­рал­лель 30° он пересёк под углом 45°? Земля де­ла­ет пол­ный обо­рот во­круг своей оси за 24 часа.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Ор­би­таль­ным дви­же­ни­ем Земли в этой за­да­че можно пре­не­бречь, так как оно имеет много мень­шую ча­сто­ту, чем вра­ще­ние пла­не­ты во­круг своей оси. В таком слу­чае «ме­ри­ди­ан по­лу­но­чи» обойдёт пла­не­ту за сутки. Его уг­ло­вая ча­сто­та будет равна \Omega = дробь: чис­ли­тель: 2 Пи , зна­ме­на­тель: T конец дроби , где T  =  24 ч. Чтобы оста­вать­ся на этом ме­ри­ди­а­не, Санта дол­жен дви­гать­ся во­круг Зем­ной оси с той же уг­ло­вой ча­сто­той. На­хо­дясь на па­рал­ле­ли 30°, для этого нужно дви­гать­ся вдоль па­рал­ле­ли со ско­ро­стью

v_\Pi=\Omega r=\Omega R ко­си­нус 30 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та дробь: чис­ли­тель: Пи R, зна­ме­на­тель: T конец дроби ,

где R  — ра­ди­ус Земли. Зная угол, под ко­то­рым Санта пересёк эту па­рал­лель, и про­ек­цию на неё, можем найти ве­ли­чи­ну пол­ной ско­ро­сти:

v= дробь: чис­ли­тель: v_\Pi, зна­ме­на­тель: ко­си­нус 45 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та дробь: чис­ли­тель: Пи R, зна­ме­на­тель: T конец дроби ,

Об­рат­ный перелёт про­ис­хо­дил по по­лу­окруж­но­сти и занял

t= дробь: чис­ли­тель: Пи R, зна­ме­на­тель: v конец дроби = дробь: чис­ли­тель: T, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та конец дроби \approx 9\;ч\;48\;мин.

Ответ: 9 ч 48 мин.

Классификатор: Ме­ха­ни­ка. Дви­же­ние по окруж­но­сти