Чтобы решить эту задачу, нужно понять, как работает отражение света от зеркала. Законы отражения гласят, что угол падения равен углу отражения. Это означает, что если солнечные лучи падают на зеркало под определённым углом, они отразятся под тем же углом относительно нормали к поверхности зеркала.
Давайте разберёмся шаг за шагом:
- Определим угол падения солнечных лучей. Нам дано, что солнечные лучи падают на поверхность земли под углом 60 градусов. Это угол между лучами и горизонтальной поверхностью земли.
- Найдём угол падения относительно поверхности зеркала. Поскольку мы ищем угол установки зеркала к горизонту, нам нужно учитывать, что угол падения и угол отражения измеряются относительно нормали к поверхности зеркала. Это означает, что если зеркало будет наклонено под углом θ к горизонту, то угол между падающими лучами и нормалью к зеркалу будет равен 60 - θ.
- Установим условие для отражения в колодец. Чтобы лучи попали на дно колодца, они должны отразиться вертикально вниз. Это значит, что угол отражения относительно нормали должен быть равен 90 градусов (поскольку вертикальное направление перпендикулярно горизонту).
- Решим уравнение для угла θ. Поскольку угол падения равен углу отражения, у нас есть следующее равенство:
Упрощая, получаем:
- 60 - θ = θ
- 2θ = 60
- θ = 30 градусов
Таким образом, чтобы солнечные лучи, падающие под углом 60 градусов к горизонту, отразились на дно колодца, зеркало нужно установить под углом 30 градусов к горизонту.