Задачи › Движение по реке, переправы, ветер

Охотник, грибник и эхо от скалы

  1. Охотник, грибник и эхо от скалы

    Всесибирская 2022/23, отборочный этап, 10 кл. · №25313

    На плоской открытой местности находится охотник, грибник и скала. Охотник из точки, расположенной между грибником и скалой, стреляет. Грибник через время \(t_1\) после выстрела слышит его звук, а затем, через время \(t_2\) после выстрела, — эхо от звука, вызванное его отражением от скалы. Грибник остаётся на одном месте, а охотник подходит к нему и делает второй выстрел. Звук эха доносится через время \(t_3\) после второго выстрела. Определите скорость ветра, дующего в направлении скалы, если скорость звука в неподвижном воздухе равна \(u\).

    Рисунок
    ▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
    Подсказка

    Запишите время прихода звука и эха для обоих выстрелов с учётом того, что звук против ветра и по ветру идёт с разными скоростями \(u\mp v\) и \(u\pm v\). Разность времён \(t_3-t_2\) не зависит от расстояния до скалы.

    ▶ОтветСкрыть: ответ
    Ответ

    \(v=u\,\dfrac{t_1+t_2-t_3}{t_1-t_2+t_3}\).

    ▶РешениеСкрыть: решение
    Решение

    Пусть скорость ветра \(v\) направлена к скале, расстояние между грибником и охотником равно \(x\), а между охотником и скалой \(y\). Тогда время, через которое грибник услышал звук выстрела, равно $$t_1=\frac{x}{u-v}.$$ Звук эха он услышал через $$t_2=\frac{y}{u+v}+\frac{y}{u-v}+\frac{x}{u-v}.$$ Эхо от второго выстрела пришло через $$t_3=\frac{x+y}{u+v}+\frac{x+y}{u-v}.$$ Вычитая из третьего равенства второе, исключаем \(y\): $$t_3-t_2=\frac{2xu}{u^2-v^2}-\frac{x}{u-v}.$$ Исключая \(x\) при помощи первого равенства, получаем $$\frac{t_3-t_2}{t_1}=\frac{2u}{u+v}-1.$$ Отсюда \(v=u\,\dfrac{t_1+t_2-t_3}{t_1-t_2+t_3}\).

    Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиНашли ошибку?

Похожие задачи