В горизонтальное дно водоёма вертикально вбита свая, полностью скрытая под водой. При угле падения солнечных лучей 30 градусов свая отбрасывает на дно водоёма тень длиной 0,8 м. Какова высота сваи? Коэффициент преломления воды равен 4/3. Ответ выразить в метрах, округлив до целых.
Физика 11 класс Оптика физика задача по физике угол падения преломление света высота сваи тень от сваи коэффициент преломления водоем 11 класс решение задачи Новый
Чтобы найти высоту сваи, нам нужно использовать свойства преломления света и треугольники, образованные тенью и сваей. Давайте разберем решение шаг за шагом.
Шаг 1: Определение угла преломленияСначала мы знаем, что угол падения солнечных лучей на поверхность воды составляет 30 градусов. При переходе света из воздуха в воду происходит преломление. Мы можем использовать закон Снеллиуса, который описывает это явление:
Коэффициент преломления воды равен 4/3. Таким образом, мы можем записать:
Зная, что sin(30°) = 0.5, мы можем подставить это значение:
Теперь решим это уравнение для нахождения sin(угол преломления):
Теперь мы можем найти угол преломления, используя обратную функцию синуса:
Это значение нам понадобится для дальнейших расчетов, но для практических целей мы можем просто использовать его в следующем шаге.
Шаг 3: Построение треугольникаТеперь мы можем рассмотреть треугольник, образованный сваей, тенью и линией, соединяющей верхнюю часть сваи и конец тени. У нас есть:
Согласно определению тангенса угла в прямоугольном треугольнике, мы можем записать:
Таким образом, высота сваи равна:
Теперь нам нужно найти значение tan(угол преломления). Мы можем воспользоваться тригонометрическими таблицами или калькулятором, чтобы найти это значение. Угол преломления можно приблизительно оценить или найти, но для точности давайте используем значение:
Теперь подставим значения:
Округляя до целых метров, мы получаем:
Таким образом, высота сваи составляет 0 м, что означает, что свая полностью скрыта под водой, и ее высота не достигает поверхности.