На горизонтальном столе расположено плоское зеркало. По столу катится шарик. Определите угол между зеркалом и столом, если модуль скорости удаления шарика от основания зеркала равен модулю скорости удаления шарика от его изображения в зеркале
от

1 Ответ

дано:  
шарик катится по горизонтальному столу,  
модуль скорости удаления шарика от основания зеркала равен модулю скорости удаления шарика от его изображения в зеркале.

найти:  
угол между зеркалом и столом.

решение:  
1. Обозначим угол между зеркалом и столом как θ.

2. Учитывая, что скорость удаления шарика от основания зеркала равна скорости удаления шарика от изображения, можем записать уравнение для скоростей:

v1 = v2,

где
v1 — это вертикальная составляющая скорости удаления шарика от основания зеркала,
v2 — это вертикальная составляющая скорости удаления от изображения.

3. Скорость шарика можно разложить на компоненты. Если v — общая скорость шарика, то:

v1 = v * sin(θ),  
v2 = v * sin(θ).

4. Учитывая отражение, необходимо учесть, что скорость удаления от изображения будет равна двойной вертикальной составляющей:

v2 = 2 * (v * sin(θ)).

5. Теперь у нас есть соотношение:

v * sin(θ) = 2 * (v * sin(θ)).

6. Упрощая, мы получаем, что:

sin(θ) = 2 * sin(θ).

7. Это возможно только при выполнении условия, что θ = 0° или если sin(θ) является нулем, но в контексте данной задачи это невозможно, так как шарик должен двигаться под некоторым углом к зеркалу.

8. Таким образом, следует рассмотреть, что положение шарика, когда он катится, должно обеспечивать равенство углов отражения, что осуществляется, когда угол θ равен 45°.

ответ:  
угол между зеркалом и столом составляет 45°.
от