2017-11-26
Капли дождя оставляют на боковом стекле автобуса, движущегося со скоростью $V_{1}$, след, изображённый на рис. а, а на боковом стекле грузовика, движущегося со скоростью $V_{2}$, след, изображённый на рис. б. Какой след будет оставаться на боковом стекле легкового автомобиля, движущегося с скоростью $(V_{1} + V_{2})/2$? Все машины движутся в одном направлении.
Решение:
Направление следа на окне совпадает с направлением скорости капель дождя относительно автомобиля. Эта скорость является векторной разностью скорости капель относительно земли $u$ и скорости транспортного средства $V$ относительно земли. Вектор $u$ не обязательно направлен вертикально, а $V$ в любом случае горизонтален. Конец вектора скорости автомобиля лежит посередине между концами векторов скоростей автобуса $V_{1}$ и грузовика $V_{2}$ (см. рис. 1). Отсюда следует построение (см. рис. 2), позволяющее получить ответ:
1) Провести две горизонтальные прямые, пересекающие данные по условию следы AD и BF.
2) Опустить из точек A и B перпендикуляры AE и BG.
3) Из произвольной точки C, лежащей на верхней горизонтальной прямой, опустить перпендикуляр CI.
4) Отложить отрезок IH = (ED + GF)/2.
5) Прямая CH. Ответ. Прямая CH.
Примечание. Перед этим построением можно сделать параллельный перенос прямых, данных в условии. В частности, возможно построение, при котором точки A, B и C (а также E, G и I) совпадают, а H — середина отрезка DF. При этом важно, что отрезки DE, FG и HI не представляют скорости автобуса, грузовика и автомобиля соответственно (т. е. не пропорциональны им), так как дождь, вообще говоря, не вертикален.