1) Дано:
l=3m, m=120kг, m₁=60кг, m₂=90kг
Найти: х-?
решение: система "лодка-рыбаки" является замкнутой, поэтому положение масс системы "лодка-рыбаки", при перемещение рыбаков должно быть неизменным:
Xc¹ - Xc² = 0. (1)
где Хс¹ - первоначальная координата центра масс,
Хс² - координата центра масс после перемещения рыбаков. По определению положения центра масс в этих случаях рассчитывается по формулам:
Хс₁=\frac{m₁·x₁+m₂·x₂+m·xл}{m₁+m₂+m}m₁+m₂+mm₁⋅x₁+m₂⋅x₂+m⋅xл ,
Xc₂=\frac{m₁·x₁¹+m₂·x₂¹+m·x¹л}{m₁+m₂+m}m₁+m₂+mm₁⋅x₁¹+m₂⋅x₂¹+m⋅x¹л (2),
где X₁,X₂, X₁¹, X₂¹ - координаты рыбаков до и после перемещения,
Хл¹, Хл² - координаты центра масс лодки до и после перемещения рыбаков. Составим начало отсчёта оси ОХ с середины лодки до перемещения. Тогда координаты до перемещения равны:
Х₁=\frac{L}{2}2L , X₂=-\frac{L}{2}2L , Xл=0,
Тогда после перемещения равны: X₁¹=Xл¹-\frac{L}{2}2L ,
X₂¹=Xл¹+\frac{L}{2}2L .
поставим с учётом этих выражений (2) в (1):
Выразим и рассчитаем из (3) координату Хл¹:
Хл¹=-m₁-m₂/m₁+m₂+m·L=
=-\frac{90-60}{60+90+120}60+90+12090−60 ·3=-\frac{1}{3}31 м.
Таким образом, лодка сместится в сторону кормы на расстояние ≈ 0,33 м.
Объяснение:
Как то так
Рассмотрим каждый из случаев. Для построения используем два луча: номер 1 - луч, идущий параллельно главной оптической оси и после прохождения через линзу пересекающий ось в фокусе линзы, номер 2 - луч проходящий через оптический центр линзы. Пересечение лучей является изображением точки.
2F) В результате построения получаются два треугольника: АBO и A'B'O. Эти треугольники подобны по углу β (вертикальные углы) и углам A и A' (прямые углы). Но они оказываются ещё и равными, т.к. АО = А'O, следовательно если равны эти две стороны, то равны и остальные: BO = B'O, AB = A'B',
AB = h предмета, а A'B' = H изображения. Высота изображения и высота предмета равны друг другу.
F) Луч номер 2 идёт параллельно лучу номер 1 (это следует из равенства треугольников АBO и A'B'O по прямым углам А и А', которые ещё и соответственные, а также - по сторонам AO и A'О). Из классической геометрии известно, что две параллельные не могут пересечься. Если нет пересечения, то нет изображения.
4F и 3F) Высота изображения получается меньше, чем высота предмета.
При нахождении предмета в точке 2F на оптической оси высоты предмета и изображения равны. Почему они равны - объясняется выше. Кроме того - точки предмета и изображения попарно находятся на равных расстояниях от центра О, который является в данном случае для них геометрическим местом (к примеру точка А на отрезке АB и точка А' на отрезке A'B' находятся на одинаковом расстоянии от центра О). Но, передвигая предмет дальше от линзы, картина не сохраняется - изображение уменьшается. Луч номер 1 после прохождения через линзу всегда проходит через её фокус. А луч номер 2 меняет своё направление по мере отдаления предмета от линзы - он всегда проходит через оптический центр, и при всё большем и большем удалении предмета от линзы, этот луч всё больше и больше стремится как бы слиться с главной оптической осью. Это хорошо видно, если сравнить рисунки 2F, 3F и 4F между собой. И т.к. луч номер 1 не меняет своего направления, а луч номер 2 стремится к сонаправленности с осью, то чем дальше находится предмет от линзы, тем ближе к главной оптической оси становится точка пересечения лучей 1 и 2.
Ещё можно увидеть такую зависимость: чем меньше угол α между лучами 1 и 2 (или между лучом 2 и главной оптической осью - углы равны, т.к. являются накрест лежащими), тем меньше высота H изображения: α1 < α2 => H1 < H2
ответ: когда предмет находится на расстояниях 4F и 3F от линзы.
