Для решения задачи необходимо знать некоторые свойства плоского зеркала:
В плоском зеркале изображение находится на том же расстоянии за зеркалом, что и объект перед ним. Это означает, что расстояние от предмета до изображения равно удвоенному расстоянию от предмета до зеркала.
По условию задачи требуется, чтобы через 3 секунды расстояние между предметом и его изображением стало 30 см.
Обозначим расстояние от предмета до зеркала в начальный момент через (d_0).
Если предмет перемещается со скоростью (v), через 3 секунды он отдалится от зеркала на (3v) см.
Новые расстояния:
- Расстояние от предмета до зеркала: (d_0 + 3v)
- Расстояние от изображения до зеркала остается такое же, как новое расстояние от предмета до зеркала, то есть (d_0 + 3v).
Общее расстояние между предметом и изображением:
[
(d_0 + 3v) + (d_0 + 3v) = 2(d_0 + 3v)
]
По условию, через 3 секунды это расстояние должно быть равно 30 см:
[
2(d_0 + 3v) = 30
]
Теперь найдем (d_0 + 3v):
[
d_0 + 3v = 15
]
Нам нужно выразить скорость (v). Предположим, что начальное расстояние (d_0 = 0) (т.е. предмет изначально был у зеркала):
[
3v = 15
]
[
v = \frac{15}{3} = 5 , \text{см/с}
]
Таким образом, предмет должен удаляться от зеркала со скоростью 5 см/с, чтобы через 3 секунды расстояние между ним и изображением стало 30 см.