Một nguồn sáng hình cầu có bán kính 2cm đặt cách màn ảnh 1m. Dùng tấm bìa cứng hình tròn đặt tại trung điểm giữa nguồn sáng và màn ảnh. Hãy vẽ và xác định vùng bóng tối , bóng nửa tối trên hình vẽ
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Tóm tắt:
SH = 1m = 100cm
SM = 50 cm; R = 10 cm
Rnửa tối = 4 cm; Rtối = 18 cm
Tìm r.
Bài giải:
Ta có hình vẽ
HP = 18 cm và PO = 4cm IM = HH’= R = 10 cm. Mà PH’ = HP –HH’ = 18 - 10 = 8 cm Ta có: PH’ = AA’ (vì ∆ AA’I = ∆PH’I ) AA’ = SA’ – SA = MI – SA = R – r Vậy 8 = R – r = 10 – r Suy ra r = 2 cm. Vậy nguồn sáng rộng có bán kính r = 2cm. |
bạn thay số vào r làm , tham khảo:
SH = 1m = 100cm
IM = R = 10 cm
r = 2cm
a) Bán kính vùng tối HP = ?
b) Bán kính vùng tối HP =? Bán kính vùng nửa tối PO = ?
a) Bán kính vùng tối trên tường là PH
SIM ~SPH
b)
Ta có: PH’ = AA’ (vì ∆ AA’I = ∆PH’I ) AA’ = SA’ – SA = MI – SA = R – r = 10 – 2 = 8 cm PH = PH’ + HH’= PH’ + MI= 8+10= 18 cm Tương tự ta có: A’B = H’O (vì ∆A’BI = ∆H’OI) A’B = H’O = AA’ + AB = AA’ +2r = 8+4 = 12 cm Vậy PO = HO –HP = 12-8 = 4 cm Vùng nửa tối là hình vành khăn có bề rộng là 4 cm. Vùng tối là hình tròn có bán kính 18 cm. |
Tóm tắt:
ST = d; SM = 1/4d; Bìa có bán kính R
a) Tìm R’
b) MM1 = ? để R’’ = ½ R’. Tìm v’ của bóng đen nếu đèn có vận tốc v
c) thay S bằng nguồn sáng có bán kính r. Tìm Sđen và Snửa tối.
Bài giải
Ta có hình vẽ
a) Bán kính vùng tối trên tường là PT
∆SIM và ∆SPT là 2 tam giác vuông đồng dạng nên
a) Bán kính vùng tối trên tường là PT
∆SIM và ∆SPT là 2 tam giác vuông đồng dạng nên
⇒ I M P T = S M S T ⇔ P T = S T S M . I M = d 1 / 4 d . R = 4 R
b) Từ hình vẽ ta thấy để bán kính vùng tối giảm xuống ta phải di chuyển tấm bìa về phía tường.
Gọi P1T là bán kính bóng đen lúc này P1T = 1/2PT = 2R
∆SIM và ∆SPT là 2 tam giác vuông đồng dạng nên
Vậy cần di chuyển tấm bìa về phía tường một đoạn
M1M = SM1 - SM= 1 2 d - 1 4 d = 1 4 d
Khi tấm bìa di chuyển đều với vận tốc v và đi được quãng đường M1M = 1/4d thì mất thời gian t = M 1 M v = d 4 v
Cũng trong khoảng thời gian đó bán kính của vùng tối thay đổi một đoạn là
PP1 = PT – P1T = 4R – 2R = 2R
Vậy tốc độ thay đổi của bán kính vùng tối là P 1 P t = 2 R d 4 v = 8 R v d
c) Thay điểm sáng S bằng nguồn sáng hình cầu. Ta có hình vẽ
Gọi AB là đường kính nguồn sáng, O là tâm nguồn sáng. Theo kết quả câu b) M là trung điểm của ST.
Bán kính vùng tối là PT, ta có ∆BIC = ∆ PID (g.c.g) => PD = BC.
Mà ta lại có BC = OC – OB = MI – OB = R-r.
PT = PD + DT = BC + IM = (R-r) + R = 2R – r
Vậy diện tích vùng tối trên tường là: STối = π.(2R – r)2
Vùng nửa tối là diện tích hình vành khăn có bán kính lớn là P’T, bán kính nhỏ là PT
Ta có: ∆ AIC = ∆P’ID (g.c.g) ⇒ P’D = AC = R+r
Mà: P’T = P’D + IM = AC + IM = R+r + R = 2R+r
Từ đó ta có: Diện tích vùng nửa tối là:
SNửa tối = π.(2R + r)2 - π.(2R - r)2 = 8πRr