ВсОШ 2018, Заключителен етап, 9–11 клас — Задача 11-3. 11 класс · 11.3 · В пузыре
LII Всероссийская олимпиада по физике · Теоретический тур
Заголовок оригинала
LII Всероссийская олимпиада по физике. Теоретический тур
9 КЛАСС
Следующий вариант
10 КЛАСС
Следующий вариант
11 КЛАСС
Условие
В далёком космосе есть планета, состоящая полностью из воды. Известно, что глубоководные обитатели изнутри могут обозревать все пространство вокруг, тогда и только тогда, когда находятся на расстоянии не более, чем км от центра планеты. Местные жители решили запустить спутник? С какой скоростью он должен двигаться на самой низкой возможной орбите? Показатель преломления воды , плотность воды кг/м, гравитационная постоянная Н м/кг. Планета не вращается вокруг своей оси, волн на её поверхности не бывает, воду можно считать несжимаемой.
Решение
11.3. (Кутелев К.) Видимость для наблюдателя, находящегося внутри планеты ограничена эффектом полного отражения. Отметим, что наблюдатель может не видеть только близкие к планете объекты.
Угол падения на поверхность планеты можно связать с углом с помощью теоремы синусов:
Для данного положения максимальный угол падения достигается при : .
Полное внутреннее отражение появится на дальности , для которой выполнится условие .
Это позволяет найти радиус планеты .
Спутник массой движется по самой низкой орбите радиуса с первой космической скоростью:
Подставляя радиус, получаем:

Оригинал в Архива: finalT18.pdf