Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 9982
2018-11-09 
Наблюдатель, стоящий на Земле, видит неслышно приближающийся к нему самолет. Самолет минует наблюдателя и удаляется. Наблюдатель начинает слышать звук самолета в момент, когда направление, в котором виден самолет, составляет угол $\phi$ с горизонтом. Самолет летит прямолинейно и горизонтально. Объяснить это явление, а также определить скорость самолета в случае, когда $\phi = 30^{ \circ}$. Скорость звука равна 340 м/с.
Решение:
Из условия задачи следует, что самолет движется со скоростью, большей скорости звука, поскольку в противном случае наблюдатель слышал бы шум самолета и тогда, когда самолет пролетает над ним, — звук опережал бы самолет. Используя принцип Гюйгенса (рис.), легко доказать, что волновая поверхность, идущая перед источником, движется со скоростью $V$, большей, чем скорость звука в данной среде, и представляет собой коническую поверхность с углом $2 \psi$ при вершине конуса, так что $\sin \psi = v/V$. Как видно из рис. б, $\psi = \phi$, а значит,
$V = v/ \sin \phi$ (= 680 м/с).
Наблюдатель, стоящий на Земле, видит неслышно приближающийся к нему самолет. Самолет минует наблюдателя и удаляется. Наблюдатель начинает слышать звук самолета в момент, когда направление, в котором виден самолет, составляет угол $\phi$ с горизонтом. Самолет летит прямолинейно и горизонтально. Объяснить это явление, а также определить скорость самолета в случае, когда $\phi = 30^{ \circ}$. Скорость звука равна 340 м/с.
Решение:
Из условия задачи следует, что самолет движется со скоростью, большей скорости звука, поскольку в противном случае наблюдатель слышал бы шум самолета и тогда, когда самолет пролетает над ним, — звук опережал бы самолет. Используя принцип Гюйгенса (рис.), легко доказать, что волновая поверхность, идущая перед источником, движется со скоростью $V$, большей, чем скорость звука в данной среде, и представляет собой коническую поверхность с углом $2 \psi$ при вершине конуса, так что $\sin \psi = v/V$. Как видно из рис. б, $\psi = \phi$, а значит,
$V = v/ \sin \phi$ (= 680 м/с).
