Для решения этой задачи нужно учесть все факторы, влияющие на движение корабля, самолета и груза, а также определить, когда и на какой высоте пилоту следует спустить груз, чтобы он упал на корабль.
Рассчитаем время, через которое корабль и самолет оказываются на одной вертикальной линии. Поскольку их начальное расстояние составляет 3000 метров, а скорости корабля и самолета равны 30 м/с и 150 м/с соответственно, время можно найти следующим образом:
t = 3000 / (150 - 30) = 3000 / 120 = 25 секунд
Учитывая, что каждые 10 секунд самолет опускается на 50 метров, определите высоту самолета через 25 секунд:
Начальная высота: 7000 м
Спуск: 50 * (25 / 10) = 125 м
Высота после 25 секунд: 7000 - 125 = 6875 м
Рассчитайте изменение скорости ветра на высоте 6875 м:
Изменение скорости ветра: 0.3 * (6875 / 50) = 0.3 * 137.5 = 41.25 м/с
Текущая скорость ветра: 15.7 + 41.25 = 56.95 м/с
Учтите влияние ветра на скорость самолета и груза:
Скорость самолета с учетом ветра: 150 - 56.95 = 93.05 м/с
Скорость груза после выкидывания: 93.05 м/с
Рассчитайте время, через которое груз достигнет высоты 1500 метров с учетом парашюта:
Высота падения без парашюта: 6875 - 1500 = 5375 м
Время падения без парашюта: sqrt(2 * 5375 / 9.81) ≈ 33 сек
Скорость после открытия парашюта: 93.05 * 0.3 = 27.915 м/с
Время падения с парашютом: (1500 - 10) / 27.915 ≈ 53.37 сек
Найдите общее время падения груза:
Общее время падения: 33 + 53.37 ≈ 86.37 сек
Рассчитайте расстояние, которое корабль пройдет за время падения груза:
Расстояние: 30 * 86.37 - 13 * 86.37 = 1467.21 м
Учитывая длину корабля (50 м), определите, на какой высоте пилоту следует спустить груз:
Расстояние до начала корабля: 1467.21 - 50 = 1417.21 м
Угол наклона траектории падения после открытия парашюта: 45 градусов
Высота, на которой следует спустить груз: 1500 + (1417.21 / tan(45)) ≈ 2917.21 м
Таким образом, пилоту следует спустить груз на высоте 2917.21 метров, чтобы он упал ровно на корабль. Обратите внимание, что это упрощенный расчет