Задачи › Относительность движения, сложение скоростей

Парашютисты и высота полёта самолёта

  1. Парашютисты и высота полёта самолёта

    СПбГУ 2020/21, 7-8 кл.
    6/10

    Из самолёта Ан-2, летящего горизонтально с постоянной скоростью, через равные промежутки времени по одному выпрыгивают парашютисты. Первый из них открыл парашют сразу после того, как покинул самолёт, и далее двигался вертикально вниз к земле. Второй открыл свой парашют на высоте \(2{,}86\) км в момент покидания самолёта третьим парашютистом, а третий — на высоте \(2\) км в момент прыжка шестого. Известно, что первые три парашютиста приземлились в одну точку и провели в воздухе с раскрытым парашютом одинаковое время. Определите высоту полёта самолёта. Считайте, что с раскрытым парашютом парашютисты движутся прямолинейно и с одинаковой и постоянной по модулю скоростью, и что до раскрытия парашюта горизонтальная составляющая скорости парашютистов остается постоянной.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Первый парашютист раскрыл парашют сразу после прыжка, поэтому его путь с раскрытым парашютом равен высоте полёта самолёта. Выразите горизонтальные смещения парашютистов через интервал между прыжками и сравните катеты двух прямоугольных треугольников.

    Ответ

    \(h\approx 3\) км.

    Решение

    Первый парашютист раскрыл парашют сразу после прыжка, значит, пройденный им путь с раскрытым парашютом равен высоте полёта самолёта \(h\). Первые три парашютиста провели с раскрытым парашютом одинаковое время с одинаковой скоростью и приземлились в одну точку, значит, их пути с раскрытым парашютом одинаковы.

    Пусть \(\tau\) — интервал между прыжками, \(u\) — скорость самолёта. Второй парашютист раскрыл парашют на высоте \(h_1=2{,}86\) км, третий — на высоте \(h_2=2\) км. По рисунку горизонтальные катеты равны \(2u\tau\) и \(5u\tau\). По теореме Пифагора: \[\begin{cases} h^2=h_1^2+(2u\tau)^2,\\ h^2=h_2^2+(5u\tau)^2. \end{cases}\] Из первого уравнения \((u\tau)^2=\dfrac{h^2-h_1^2}{4}\). Подставляя во второе: \[h^2=h_2^2+\frac{25}{4}\left(h^2-h_1^2\right), \qquad h^2=\frac{25h_1^2-4h_2^2}{21}\approx 9\ \text{км}^2.\] Отсюда \(h\approx 3\) км.

    Рисунок

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи