Решебник Савченко
<h3 id="back-link"><a href="/ru#1.4">$\leftarrow$Назад</a></h3>
<h3> Условие: </h3>
<p>
$1.4.7^*.$ Какой будет продолжительность полета самолета из Новосибирска в Москву и обратно, происходящего по прямой, если в течение всего полета ветер дует под углом $\alpha$ к трассе со скоростью $u$? Скорость самолета относительно воздуха $v$, длина трассы $L$. При каком направлении ветра продолжительность полета максимальна?
</p>
<h3> Решение: </h3>
<center>
<figure>
<img src="draw.png"
loading="lazy" width="200" />
</figure>
</center>
<p >
Чтобы самолет летел по курсу необходимо, чтобы выполнялось условие
</p>
<p class="exp">
$u \sin \alpha = v \sin \beta$
</p>
<p >
Откуда
</p>
<p class="exp">
$\cos \beta = \sqrt{1 - u^2 \sin ^2 \alpha / v^2}$
</p>
<p >
А полное время туда и обратно
</p>
<p class="exp">
$$t_1 = \frac{L}{v \cos \beta + u \cos \alpha}$$
</p>
<p class="exp">
$$t_2 = \frac{L}{v\cos \beta - u \cos \alpha}$$
</p>
<p >
Полное время найдем, как
</p>
<p class="exp">
$t=t_1+t_2$
</p>
<p >
Подставим значение $\cos \beta$:
</p>
<div class="scroll-wrapper">
<p class="exp">
$$t=\frac{L}{\sqrt{v^2 - u^2 \sin ^2 \alpha } + u \cos \alpha} + \frac{L}{\sqrt{v^2 - u^2 \sin ^2 \alpha} - u \cos \alpha}$$
</p>
<p class="exp">
$$t=L\frac{\sqrt{v^2 - u^2 \sin ^2 \alpha }+\sqrt{v^2 - u^2 \sin ^2 \alpha} }{(\sqrt{v^2 - u^2 \sin ^2 \alpha} + u \cos \alpha)(\sqrt{v^2 - u^2 \sin ^2 \alpha} - u \cos \alpha)}$$
</p>
<p class="exp">
$$t=\frac{2L\sqrt{v^2 - u^2 \sin ^2 \alpha }}{(\sqrt{v^2 - u^2 \sin ^2 \alpha} + u \cos \alpha)(\sqrt{v^2 - u^2 \sin ^2 \alpha} - u \cos \alpha)}$$
</p>
</div>
<p >
Выражаем искомое время:
</p>
<p class="exp">
$$\fbox{$t=\frac{2L\sqrt{v^2 - u^2 \sin ^2 \alpha }}{v^{2}-u^{2}}$}$$
</p>
<h3> Ответ: </h3>
<p >
$$t=\frac{2L\sqrt{v^{2}-u^{2}\operatorname{sin}^{2}\alpha}}{v^{2}-u^{2}}.\textrm{ Вдоль трассы}.$$
</p>
<br>
<footer class="row container">
<p>
<small> © <strong>Решебник Савченко О.Я.</strong>, 2023-2024 <br></small>
</p>
<p>
<small>Все права принадлежат авторам. <br> Коммерческое использование материалов — с письменного разрешения авторов. <br> astrosander01@gmail.com <br></small>
</p>
</footer>