МЕТЕОРНЫЙ ПАТРУЛЬ
p_d588e4a98aa88600
Два наблюдателя располагаются на одном меридиане Земли, в точках с широтами и . Оба запечатлели один и тот же метеор, причем в первом пункте в зенит попало его начало, во втором — конец. Длительность полета метеора составила t, радиант метеорного потока, к которому принадлежал метеор, находится на небесном экваторе. Запишите
выражение для скорости метеора, если считать, что она была постоянной.
Решение
Показать решение
Как известно, скорости метеоров не превосходят 72 км/с. Максимальная величина достигается, если метеорное тело движется по параболической орбите (гелиоцентрическая скорость вблизи Земли 42 км/с) точно навстречу Земле (орбитальная скорость 30 км/с). Длительность явления метеора не превосходит нескольких секунд. Поэтому длина полета во время оптической вспышки не более нескольких сот километров, что существенно меньше радиуса Земли. Высота метеора тоже мала по сравнению с радиусом Земли. Все это значительно упрощает картину.
Расстояние между наблюдателями на поверхности Земли с радиусом R равно
а соединяющая их линия может считаться отрезком прямой. Коль скоро радиант потока находится на небесном экваторе, метеорное тело движется вдоль плоскости экватора. Тогда его длина равна
В итоге, скорость метеора составляет
Система оценивания (от одного члена жюри). Первая часть решения состоит в обосновании того, что задачу можно решать в «плоском приближении» — длина метеора существенно меньше радиуса Земли. Эта часть решения оценивается в 2 балла. Если это обоснование отсутствует, то участник олимпиады либо должен решать задачу в общем виде с использованием тригонометрии (что оценивается полностью при правильном выполнении), либо эти 2 балла не выставляются, и общая оценка не превосходить 6 баллов.
При дальнейшем решении необходимо учитывать наклон траектории метеора к поверхности Земли, что выражается в множителе в знаменателе итогового ответа. В качестве широты может фигурировать как , так и либо среднее из этих величин, что считается в равной степени правильным. Учет этого фактора оценивается в 4 балла, если он не сделан или сделан некорректно — данные 4 балла не выставляются, но оставшееся решение оценивается в полной мере. Если фактор учтен, но без знака модуля (не учтен случай южного полушария) — из 4 баллов выставляется 2.
Наконец, окончательная запись формулы для скорости оценивается еще в 2 балла. Отсутствие знака модуля в числителе влечет уменьшение оценки на 1 балл.