Задачи › Плоское зеркало

Солнечные зайчики на потолке

  1. Солнечные зайчики на потолке

    «Газпром» 2023/24, 8-9 кл.
    5/10

    Дано помещение с высотой потолка \(H=2\) м. В нём расположено два источника света \(A\) и \(B\) на высоте \(h_1 = 1\) м и \(h_2 = 1{,}6\) м соответственно. Источники помимо прочего прямо освещают потолок, этим освещением пренебречь и считать, что свет падает только на пол. На полу лежит зеркало шириной \(d=60\) см, расстояние от оси, перпендикулярной плоскости зеркала и проходящей через его центр, до источников \(r_1 = 10\) см и \(r_2 = 40\) см. Найти ширину пересечения солнечных зайчиков на потолке, которые получаются после отражения света от источников в зеркале.

    Ответ привести в сантиметрах с округлением до целого значения.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Удобно считать отражение от зеркала как прямой ход лучей из мнимого источника, расположенного под полом. Найдите крайние точки пятна на потолке от каждого источника.

    Ответ

    \(88\) см.

    Решение

    Луч, отражённый от края зеркала, идёт от источника до зеркала и дальше под тем же углом, поэтому его смещение на потолке относительно точки отражения равно \(H\), умноженному на отношение горизонтального смещения к высоте источника. Пятно от источника \(A\) на потолке занимает отрезок от \(-\dfrac{d}{2} - H\dfrac{d/2 - r_1}{h_1}\) до \(\dfrac{d}{2} + H\dfrac{d/2 + r_1}{h_1}\), а пятно от источника \(B\) — отрезок от \(-\dfrac{d}{2} - H\dfrac{d/2 + r_2}{h_2}\) до \(\dfrac{d}{2} - H\dfrac{r_2 - d/2}{h_2}\). Пересечение пятен ограничено слева пятном \(A\), справа пятном \(B\), поэтому его ширина \[\Delta L = d + H\,\frac{d/2 - r_1}{h_1} - H\,\frac{r_2 - d/2}{h_2} = 0{,}6 + 2\cdot\frac{0{,}2}{1} - 2\cdot\frac{0{,}1}{1{,}6} \approx 0{,}875~\text{м} \approx 88~\text{см}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи