Звук улетевшего вертолёта
5/10Вертолет взлетает с аэродрома по вертикали с ускорением \(a = 3\) м/с\(^2\) и начальной скоростью, равной нулю. Через некоторое время \(t_1\) пилот выключил двигатель. Звук на земле в месте взлета перестал быть слышен спустя время \(t_2 = 30\) с.
Определите скорость вертолета \(v\) в момент прекращения работы двигателя. Считать скорость звука \(c = 320\) м/с.
▶Показать разборСкрыть разбор
Ответ\(v = \sqrt{c^2 + 2act_2} - c = 80\) м/с.
РешениеВ момент выключения пилотом двигателя вертолет находился на высоте \(h = at_1^2/2\). Учитывая, что звук на земле перестал быть слышен спустя время \(t_2\), получим уравнение \[t_2 = t_1 + \dfrac{at_1^2}{2c},\] где справа мы учли время подъема вертолета на высоту \(h\) и время, которое шел звук с высоты \(h\) до земли. Решая полученное квадратное уравнение, найдем величину \[t_1 = \sqrt{\left(\dfrac{c}{a}\right)^2 + 2\dfrac{c}{a}t_2} - \dfrac{c}{a}.\] Мы отбросили второй корень, поскольку он не имеет физического смысла.
Скорость вертолета \(v\) в момент прекращения работы двигателей с учетом числовых данных задачи найдем из соотношения \[v = at_1 = a\left[\sqrt{\left(\dfrac{c}{a}\right)^2 + 2\dfrac{c}{a}t_2} - \dfrac{c}{a}\right] = \sqrt{c^2 + 2act_2} - c = 80\text{ м/с}.\]
Похожие задачи
- Возвращение в исходное положение МОШ 1960/1986, 8-11 кл.
- Состав въезжает на горку МОШ 1987/88, 10 кл.
- Шар и оторвавшийся предмет МОШ 2010/11, 9 кл.
- Безопасная дистанция между автомобилями МОШ 2013/14, 9 кл.
- Муха между брусками «Бельчонок» 2014/15, 10 кл.
- Шайба с изменением силы «Покори Воробьёвы горы!» 2014/15, 10–11 кл.