Задача по физике Человек, рост которого составляет 166 см, стоит под фонарём. Его тень при этом составляет 149 см. Если он отойдёт от фонаря ещё на 0,16 м, то его тень станет равна 181 см. На какой высоте над землёй висит фонарь?
Для решения этой задачи будем использовать свойства подобных треугольников.
Обозначим:
( h ) — высота фонаря над землёй (в метрах).( h_c ) — рост человека (1,66 м).( L_1 ) — расстояние от человека до фонаря в первоначальном положении (в метрах).( L_2 ) — расстояние от человека до фонаря во втором положении (в метрах).( S_1 ) — длина тени при первоначальном положении (1,49 м).( S_2 ) — длина тени во втором положении (1,81 м).
Первоначально:
Рост человека 1,66 м, тень 1,49 м. Расстояние от человека до фонаря можно записать как: L1=S1+x=1,49+x L_1 = S_1 + x = 1,49 + x L1=S1+x=1,49+x
Где ( x ) — расстояние от человека до фонаря.
По свойству подобных треугольников можем записать следующее соотношение:
Для решения этой задачи будем использовать свойства подобных треугольников.
Обозначим:
( h ) — высота фонаря над землёй (в метрах).( h_c ) — рост человека (1,66 м).( L_1 ) — расстояние от человека до фонаря в первоначальном положении (в метрах).( L_2 ) — расстояние от человека до фонаря во втором положении (в метрах).( S_1 ) — длина тени при первоначальном положении (1,49 м).( S_2 ) — длина тени во втором положении (1,81 м).Первоначально:
Рост человека 1,66 м, тень 1,49 м. Расстояние от человека до фонаря можно записать как:L1=S1+x=1,49+x L_1 = S_1 + x = 1,49 + x L1 =S1 +x=1,49+x
Где ( x ) — расстояние от человека до фонаря.
По свойству подобных треугольников можем записать следующее соотношение:
[
\frac{h_c}{S_1} = \frac{h}{L_1}
]
Отсюда:
[
h = \frac{h_c \cdot L_1}{S_1} = \frac{1,66 \cdot (1,49 + x)}{1,49}
]
Во втором положении:
Человек отошёл на 0,16 м, значит, ( L_2 ) будет равно ( L_1 + 0,16 ).L2=S2+(x+0,16)=1,81+(x+0,16) L_2 = S_2 + (x + 0,16) = 1,81 + (x + 0,16) L2 =S2 +(x+0,16)=1,81+(x+0,16)
Запишем подобное соотношение:
[
\frac{h_c}{S_2} = \frac{h}{L_2}
]
Отсюда:
[
h = \frac{h_c \cdot L_2}{S_2} = \frac{1,66 \cdot (1,81 + (x + 0,16))}{1,81}
]
Теперь у нас есть два выражения для высоты фонаря ( h ). Приравняем эти выражения:
[
\frac{1,66 \cdot (1,49 + x)}{1,49} = \frac{1,66 \cdot (1,81 + (x + 0,16))}{1,81}
]
После сокращения ( 1,66 ) обе части:
[
\frac{(1,49 + x)}{1,49} = \frac{(1,81 + x + 0,16)}{1,81}
]
Теперь мы можем выразить ( x ):
Умножим обе части на ( 1,49 \cdot 1,81 ):[
Раскрываем скобки:1,81(1,49 + x) = 1,49(1,81 + x + 0,16)
]
[
Приведём подобные:1,81 \cdot 1,49 + 1,81x = 1,49 \cdot 1,81 + 1,49x + 0,2384
]
[
1,81x - 1,49x = 0,2384
]
Возьмём разность:
[
Таким образом:(1,81 - 1,49)x = 0,2384
]
[
0,32x = 0,2384 \implies x = \frac{0,2384}{0,32} = 0,745
]
Теперь подставим (x) обратно в одно из уравнений для нахождения высоты фонаря (h):
[
h = \frac{1,66 \cdot (1,49 + 0,745)}{1,49}
]
Вычислим:
[
= \frac{1,66 \cdot 2,235}{1,49} \approx \frac{3,7091}{1,49} \approx 2,49
]
Таким образом, фонарь висит примерно на высоте 2,49 метра над землёй.