Для того чтобы понять, как расположить плоское зеркало, чтобы отраженные солнечные лучи шли вертикально вверх, давайте разберем задачу по шагам.
Шаг 1: Понимание угла падения
Согласно условию, солнечные лучи падают на поверхность земли под углом \( p = 30^\circ \) к горизонту. Важно отметить, что угол между падающими лучами и перпендикуляром к поверхности (нормалью) определяется как угол падения.
Шаг 2: Определение угла падения
Если угол между солнечными лучами и горизонтом составляет \( 30^\circ \), то угол между солнечными лучами и нормалью будет:
\[ \alpha = 90^\circ - p = 90^\circ - 30^\circ = 60^\circ. \]
То есть, угол падения \( \alpha \) равен \( 60^\circ \).
Шаг 3: Закон отражения
Согласно закону отражения, угол падения равен углу отражения. Это означает, что:
\[ \text{угол отражения} = \text{угол падения} = 60^\circ. \]
Шаг 4: Определение положения зеркала
Чтобы отраженные лучи шли строго вертикально вверх (то есть под углом \( 90^\circ \) к горизонту), угол отражения должен быть \( 90^\circ \) относительно нормали. Направление отраженных лучей будет определяться положением зеркала.
При этом, если помнить о законе отражения, мы можем узнать, под каким углом должно быть расположено зеркало. Поскольку угол между направлением падения и нормалью к зеркалу равен \( 60^\circ \), мы можем сказать, что зеркало должно быть расположено под углом \( 60^\circ \) относительно горизонта.
Шаг 5: Угловое расположение зеркала
Таким образом, чтобы отраженные солнечные лучи шли вертикально вверх, плоское зеркало должно быть установлено под углом \( 30^\circ \) к горизонту (то есть \( 90^\circ - 60^\circ = 30^\circ \)).
Итог
Чтобы солнечные лучи, падающие под углом \( 30^\circ \) к горизонту, отражались вертикально вверх, плоское зеркало должно быть расположено под углом \( 30^\circ \) к горизонту.