См. рисунок. Дано а = 12,5 см = 0,125 м; H/h = 4 . Оптическая сила двух линз вычисляется по формуле D1+2 = D1 + D2 – D1*D2*d. Здесь D1+2 – суммарная оптическая сила двух сложенных линз; D1, D2 –оптические силы первой и второй линзы соответственно. d - расстояние между линзами. По условию d = 0. Тогда D1+2 = D1 + D2. Т.к. D1 = D2, то D1+2 = 2 D1 и D1= (D1+2)/2. Остается найти суммарную оптическую силу двух сложенных линз. По формуле тонкой линзы D1+2 = 1/f = 1/a + 1/b. По условию b/a = 4. Отсюда b = 4a. Тогда D1+2 = 1/а +1/4а = 5/4а =5/4*0,125 = +10 диоптрий. И оптическая сила одной линзы D1= 10/2= +5 диоптрий.
Полная механическая энергия в начале полёта составляет T₁ + W = m(v₁² +2gh)/2 равна кинетической энергии в конце полёта T₂ = mv₂²/2 Из равенства этих двух величин можно получить выражение для скорости v₂
v₂ = √(v₁² +2gh) = √(100 + 20*300) = √700 = 26.5 м в сек (95 км в час) С точки зрения логики тут всё в порядке - в русле упрощенной модели никаких противоречий нет, и более того, если бы на Земле отсутствовала атмосфера, скорость именно такой и была бы.
Но не всё, что логично - реально. Поскольку мы исключили из рассмотрения сопротивление среды, которое на скоростях, превышающих несколько метров в секунду, оказывает в реальности существенное влияние на движение тела, то и результат оказался для земных реалий нереальным. В реальности равноускоренное движение в воздухе только в первые секунды полёта является таковым. По мере нарастания скорости, в зависимости от соотношения массы и поперечного сечения падающего тела сопротивление среды достигает максимальной величины (равной силе тяжести) и движение продолжается равномерно, с так называемой установившейся скоростью. Чем тело массивнее и меньше, тем выше установившаяся скорость и тем позже реальное падение в воздухе начинает отличаться от такового в вакууме.
T₁ + W = m(v₁² +2gh)/2 равна кинетической энергии в конце полёта
T₂ = mv₂²/2
Из равенства этих двух величин можно получить выражение для скорости v₂
v₂ = √(v₁² +2gh) = √(100 + 20*300) = √700 = 26.5 м в сек (95 км в час)
С точки зрения логики тут всё в порядке - в русле упрощенной модели никаких противоречий нет, и более того, если бы на Земле отсутствовала атмосфера, скорость именно такой и была бы.
Но не всё, что логично - реально. Поскольку мы исключили из рассмотрения сопротивление среды, которое на скоростях, превышающих несколько метров в секунду, оказывает в реальности существенное влияние на движение тела, то и результат оказался для земных реалий нереальным.
В реальности равноускоренное движение в воздухе только в первые секунды полёта является таковым. По мере нарастания скорости, в зависимости от соотношения массы и поперечного сечения падающего тела сопротивление среды достигает максимальной величины (равной силе тяжести) и движение продолжается равномерно, с так называемой установившейся скоростью. Чем тело массивнее и меньше, тем выше установившаяся скорость и тем позже реальное падение в воздухе начинает отличаться от такового в вакууме.