地面上垂直竖立一高为20m的旗杆,已知正午时分太阳在旗杆的正上方,求在下午2点时,杆顶在地面上影子
解:太阳相对地球的角速度为
W=360度/24h=15度/h
经t=2h后,太阳相对地球转过的角度为a=Wt=15*2=30度
旗杆在地面影子的长度为
L1=杆长L*tan30=20*(根号3)/3=11.55m
当影长=杆长时,太阳相对地球转过的角度a'=45度
转过角度a'所需时间为t'=a'/W=45/15=3h
在下午三点时杆影将伸展至20.0m
拓展资料:
1、影子的产生:是由于物体遮住了光线这一科学原理。光线在同种均匀介质中沿直线传播,不能穿过不透明物体而形成的较暗区域,形成的投影就是我们常说的影子。(这里说的光是可见光线)。
2、产生影子的条件:影子形成要光和不透明物体两个必要条件。
3、仔细观察电灯光下的影子,还会发现影子中部特别黑暗,四周稍浅。影子中部特别黑暗的部分叫本影,四周灰暗的部分叫半影。这些现象的产生都和光的直线传播有密切关系。 假如把一个柱形茶叶筒放在桌上,旁边点燃一支蜡烛,茶叶筒就会投下清晰的影子 。
4、如果在茶叶筒旁点燃两支蜡烛,就会形成两个相叠而不重合的影子。两影相叠部分完全没有光线射到,是全黑的,这就是本影;
5、本影旁边只有一支蜡烛可照到的地方,就是半明半暗的半影。如果点燃三支甚至四支蜡烛,本影部分就会逐渐缩小,半影部分会出现很多层次。物体在电灯光下能生成由本影和半影组成的影子,也是这个道理。电灯是由一条弯曲的灯丝在发光,不只限于一点。
6、从这一个点射来的光给物体遮住了,从另一些点射过来的光并不一定全被挡住。很显然,发光物体的面积越大,本影就越小。如果我们在上述茶叶筒周围点上一圈蜡烛,这时本影完全消失,半影也淡得看不见了。
7、科学家根据上述原理制成了手术用的无影灯。它将发光强度很大的灯在灯盘上排列成圆形,合成一个大面积的光源。这样,就能从不同角度把光线照射到手术台上,既保证手术视野有足够的亮度,同时又不产生明显的本影,所以取名无影灯。
参考资料:百度百科:影子