Задачи › Оптические приборы

Шахматная фигура

  1. Шахматная фигура

    Эстонская 2024/25, заключительный этап, 9-11 кл. · №26109

    Найдите расстояние от шахматной фигуры на фотографиях до объектива камеры. Обе фотографии сделаны одной камерой и на одном расстоянии от края шахматной доски. Известно, что между первой и второй фотографиями камеру сдвинули в горизонтальной плоскости на \(s=2\) см параллельно краю шахматной доски. Длина стороны шахматной клетки \(d=3\) см. Сферические эффекты, связанные с кривизной линзы, не учитывать. Измерения можно делать на дополнительном листе (на чёрно-белых снимках). (10 баллов)

    Рисунок
    ▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
    Подсказка

    Сдвиг камеры виден как смещение фигуры относительно клеток доски в плоскости её дальнего края; затем используйте подобные треугольники.

    ▶ОтветСкрыть: ответ
    Ответ

    \(D\approx26\) см (измеренное фактическое расстояние — 24 см).

    ▶РешениеСкрыть: решение
    Решение

    Шахматная фигура находится примерно на расстоянии \(k=4\frac23\) клетки от дальнего края шахматной доски. Учитывая данную длину стороны клетки \(d=3\) см, получаем, что расстояние от фигуры до дальнего края шахматной доски \(d_1=kd=14\) см (на фото — розовая линия).

    Рисунок

    Далее найдём сдвиг в плоскости дальнего края шахматной доски. Его можно найти, например, как разность длин красной и синей линий, отмеченных на фото: \(s_1=\text{красная}-\text{синяя}\) (числа зависят от размеров напечатанного фото). Чтобы найти длину, соответствующую этому сдвигу в действительности, сначала найдём длину стороны шахматной клетки на фото на расстоянии дальнего края \(l_r=14\) мм (на фото — зелёная). Затем измерим по рисунку длины красной и синей линий: \(l_p=18\) мм и \(l_s=13\) мм. Так как мы знаем и действительную длину стороны клетки, можем найти действительный сдвиг \[S=\frac d{l_r}\cdot s_1=\frac d{l_r}\cdot(l_p-l_s)\approx1{,}07\text{ см}.\] Теперь можем найти расстояние от шахматной фигуры до объектива камеры с помощью подобных треугольников: \[D=\frac sS\cdot d_1=\frac{s\,l_r}{d(l_p-l_s)}\cdot kd=\frac{k\,s\,l_r}{l_p-l_s}\approx26\text{ см}.\] Примечание: фактическое расстояние было измерено и составило 24 см.

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

    Вся олимпиада на сайте

Похожие задачи