2014-06-01
Открытая карусель вращается с угловой скоростью $\omega$. На карусели на расстоянии $r$ от оси вращения стоит человек. Идет дождь и капли дождя падают вертикально вниз со скоростью $v_{0}$.
Как человек должен держать зонт, чтобы наилучшим образом укрыться от дождя?
Решение:
Пусть скорость капель над человеком относительно карусели направлена пол углом $\alpha$ к вертикали. Этот угол определяется из треугольника скоростей, изображенного на рис.
Так как. согласно закону сложения скоростей, $v_{0} = v_{отн} + v_{кар}$, где $v_{кар}$ - скорость карусели в месте нахождения человека, то $v_{отн} = v_{0} – v_{кар}$. Скорость карусели равна $v_{кар}=\omega r$. Следовательно, $ctg \: \alpha = v_{0}/(\omega r)$.
Итак, ось зонта должна быть наклонена под углом $\alpha = arcctg [v_{0}/(\omega r)]$ к вертикали в направлении движения карусели и перпендикулярна радиусу карусели.