В горизонтальном сквозном кольцевом тоннеле радиуса R с гладкими внутренними стенками есть возможность в двух равных половинах создать различные значения сопротивления среды, влияющих на скорость полета испытательных образцов. В одной половине тоннеля скорость образца строго равна v1, в другой — v2. Определите интервал времени, через который встретятся два образца, запускаемые одновременно из любой точки границы давления в противоположных направлениях.
Будем считать скорость Обозначим флажком на рисунке предполагаемое место встречи. Тогда к моменту времени первый образец пройдет ровно половину левой окружности до точки A. Длина этой половины окружности равна С другой стороны, это путь, который проходит первый образец со скоростью 1 за время t1 Отсюда получаем время: Второй образец, двигающийся с правой стороны, к этому моменту времени успеет пройти только часть окружности до точки B. При этом, расстояние, которое обозначим за x, второй образец проходит со скоростью за время t1: Или, с подстановкой времени получаем: При вхождении первого образца в правую область от A до O он будет двигаться со скоростью υ2, так как в этой части из-за сопротивления движение возможно только с этой скоростью. Второй образец от В к О также двигается со скоростью Значит, за одинаковый промежуток времени оба образца пройдут с одинаковыми скоростями одинаковое расстояние Расстояние равно половине окружности. Подставим сюда значение x :
Отсюда можем выразить неизвестное расстояние y:
Так как это расстояние пройдено со скоростью то время Подставим в это выражение значение y:
Теперь остается сложить два промежутка времени t2 и t1, чтобы получить общее время t до момента встречи:
Приведя подобные, можно получить окончательный ответ:
Ответ: