Условие

Республиканская олимпиада 2016 11 класс № 2

Имеется тонкостенный прозрачный сосуд шарообразной формы радиусом , заполненный прозрачной жидкостью, показатель преломления которой . В сосуде равномерно опускается сверху вниз маленький шарик со скоростью относительно сосуда. В следствие преломления света, кажущаяся глубина шарика (положение его изображения) будет отличаться от его истинной глубины .

Часть 1. Вид сверху.

За движением шарика наблюдают сверху из точки расположенной на большом расстоянии от сосуда.

1.1 При каком положении шарика его кажущаяся глубина будет совпадать с истинной глубиной , не зависимо от показателя преломления жидкости. Ответ обоснуйте.

1.2 Найдите зависимость кажущейся глубины шарика от его действительной глубины при ;

1.3 Найдите зависимость кажущейся глубины шарика от его действительной глубины при ;

1.4. Постройте график зависимости, кажущейся глубины шарика от его истинной глубины . Данный график постройте в относительных координатах от , при двух значениях и .

1.5. Найдите зависимость кажущейся скорости движения шарика от его действительной глубины

1.6. Постройте графики полученных в п.1.5 зависимостей при двух значениях и . в безразмерных координатах от ;

Часть 2. Вид сбоку.

Глаз наблюдателя находится сбоку на прямой, проходящей через центр шара и направленной под углом к вертикали. Показатель преломления жидкости равен .

2.1 Постройте вектор видимой скорости движения шарика при наблюдении сбоку, в момент времени, когда шарик проходит центр шара. Найдите координаты этого вектора в системе отсчета, показанной на рисунке.