Для того чтобы разобраться в данной задаче, нужно рассмотреть, какой эффект происходит на широте Санкт-Петербурга (60° северной широты) и как это связано с восходом и закатом солнца.
Если пассажиры и экипаж видят, что за окнами самолета все время светло, это указывает на то, что самолет летит в направлении, где солнце не заходит за горизонт. На широте 60° световой день длится дольше в летние месяцы, когда солнце может не заходить за горизонт, а также в период полярного дня.
Таким образом, самолет должен лететь на север (если солнце находится на юге) или в сторону, где он может оставаться в светлой зоне. Важный момент здесь — это скорость самолета. Чтобы сохранить постоянное светлое время и не наблюдать заката, самолет должен двигаться с такой скоростью, которая позволяет ему оставаться на одной и той же широте, но в сторону, где светит солнце.
Скорость самолета можно вычислить по формуле, учитывающей угловую скорость вращения Земли. Земля вращается вокруг своей оси на 360 градусов за 24 часа.
Угловая скорость вращения Земли: \[ \omega = \frac{360 \text{ градусов}}{24 \text{ часа}} = 15 \text{ градусов в час} \]
На широте 60° эта угловая скорость будет проецироваться на линейную скорость. Для расчета линейной скорости используем радиус окружности, соответствующий 60° широты:
\[ R = 6400 \text{ км} \cdot \cos(60°) = 6400 \text{ км} \cdot 0.5 = 3200 \text{ км} \]
Теперь найдём линейную скорость: \[ v = R \cdot \omega = 3200 \text{ км} \cdot \frac{15 \text{ градусов}}{360 \text{ градусов в час}} \approx 3200 \text{ км} \cdot 0.04167 \approx 133.33 \text{ км/ч} \]
Таким образом, чтобы самолет сохранял постоянное светлое время на широте Санкт-Петербурга, он должен двигаться на юг с линейной скоростью около 133.33 км/ч.
Итак, ответ на ваш вопрос — самолет летит на юг и его скорость примерно 133 км/ч.