В дно реки глубиной H = 1,6 м вертикально вбита свая, выступающая из воды на высоту h = 80 см. Свая освещается солнечным светом, падающим на поверхность воды под углом α = 30°. Определите длину тени от сваи на дне реки.
от

1 Ответ

дано:  
глубина реки H = 1,6 м,  
высота сваи над водой h = 0,80 м,  
угол падения солнечного света α = 30°.

найти:  
длину тени от сваи на дне реки L.

решение:  
1. Определим полную высоту сваи, которая погружена в воду:

H_total = H + h = 1,6 м + 0,8 м = 2,4 м.

2. Угол падения α равен 30°. Для нахождения длины тени на дне реки можно использовать тригонометрические функции. Водяной столб преломляет свет, поэтому необходимо определить угол преломления β с учетом законов оптики.

Сначала найдем sin(α):

sin(α) = sin(30°) = 0,5.

3. По закону Снеллиуса:

n_air * sin(α) = n_water * sin(β).

Так как n_air = 1 и n_water ≈ 4/3, получаем:

sin(β) = (sin(30°)) / (4/3) = 0,5 / (4/3) = 0,5 * (3/4) = 0,375.

4. Найдем cos(β):

cos(β) = sqrt(1 - sin^2(β)) = sqrt(1 - (0,375)^2) = sqrt(1 - 0,140625) = sqrt(0,859375) ≈ 0,927.

5. Теперь находим tan(β):

tan(β) = sin(β) / cos(β) = 0,375 / 0,927 ≈ 0,404.

6. Теперь можем рассчитать длину тени на дне реки L. Используем треугольник, где высота сваи под углом β создает тень на дне:

L = H_total * tan(β) = 2,4 м * 0,404 ≈ 0,970 м.

ответ:  
длина тени от сваи на дне реки составляет примерно L ≈ 0,97 м.
от