Кинематика — Задание 22 ЕГЭ по физике №00041057
Кинематика
№2. Задание 22
ID: 00041057
В безветренную погоду самолёт затрачивает на перелёт между городами $t_1 = 6$ часов. Если во время полёта дует боковой ветер со скоростью $V = 20$ м/с перпендикулярно линии полёта, то самолёт затрачивает на перелёт на несколько минут больше. Определите, на какое время увеличивается время полёта, если скорость самолёта относительно воздуха постоянна и равна $v_{\text{отн}} = 100$ м/с.
Решение
Дано:
$t_1 = 21600$ с
$V = 20$ м/с
$v_{\text{отн}} = 100$ м/с
Найти:
$\Delta t$ – ?
Решение:
В первом случае самолёт пролетел расстояние:
$L = v_{\text{отн}} \cdot t_1$ (1)
Во втором случае скорость самолёта относительно земли будет складываться из скорости самолёта относительно ветра и скорости ветра, причём для прямого направления абсолютной скорости нужно будет направить относительную скорость под углом и сложение будет векторное:
$\vec{v}_{\text{абс}} = \vec{v}_{\text{отн}} + \vec{V}$
Так как боковой ветер дует перпендикулярно линии полёта, из теоремы Пифагора имеем:
$v_{\text{абс}} = \sqrt{v_{\text{отн}}^2 - V^2}$
А расстояние, пройденное самолётом, равно:
$L = v_{\text{абс}} \cdot t_2 = \sqrt{v_{\text{отн}}^2 - V^2} \cdot t_2 \Rightarrow t_2 = \frac{L}{\sqrt{v_{\text{отн}}^2 - V^2}}$ (2)
где $t_2$ – время полёта самолёта во втором случае.
Объединяя (1) и (2):
$\Delta t = t_2 - t_1 = \frac{v_{\text{отн}} \cdot t_1}{\sqrt{v_{\text{отн}}^2 - V^2}} - t_1 = t_1 \left(\frac{v_{\text{отн}}}{\sqrt{v_{\text{отн}}^2 - V^2}} - 1\right)$
Подставим численные значения:
$\Delta t = 21600 \text{ с} \cdot \left(\frac{100 \text{ м/с}}{\sqrt{(100 \text{ м/с})^2 - (20 \text{ м/с})^2}} - 1\right) \approx 445$ с
Ответ:
$\Delta t = t_1 \left(\frac{v_{\text{отн}}}{\sqrt{v_{\text{отн}}^2 - V^2}} - 1\right) \approx 445$ с
Ответ
Ответ:
$\Delta t = t_1 \left(\frac{v_{\text{отн}}}{\sqrt{v_{\text{отн}}^2 - V^2}} - 1\right) \approx 445$ с
Другие задания по теме «Кинематика» (8)
- Задание 22 №00041310 — На ящике с новогодним салютом написано: «Высота полёта снарядов — 40 метров».…
- Задание 22 №00041309 — Поезд начал торможение с начальной скоростью 72 км/ч. За последний километр его…
- Задание 22 №00041074 — Водитель легкового автомобиля длиной l индекс 1 равно 4 м движется со скоростью…
- Задание 22 №00041073 — Дельтапланерист летит на юг со скоростью 12 м/с. Внезапно подул восточный ветер…
- Задание 22 №00041072 — Период вращения платформы карусельного станка равен 4 с. Найти скорость крайних…
- Задание 22 №00041071 — Самолёт после посадки катится по взлётно-посадочной полосе с постоянным…
- Задание 22 №00041070 — Машина замедлялась с постоянным ускорением и за последние 200 секунд перед…
- Задание 22 №00041059 — Два смельчака прыгают с мостов: первый с высоты 20 м без начальной скорости,…