На рисунке изображён колодец с «журавлём». Короткое плечо имеет длину 2 м, а длинное плечо – 4 м. На сколько метров опустится конец длинного плеча, когда конец короткого поднимется на 3 м?

Правильный ответ
6
Пояснение
Решение:
Проанализируем движение рычага. Пусть отрезок изображает положение «журавля» изначально, а — после того, как его наклонили. Точка является точкой опоры. Короткое плечо поднялось на высоту м, а длинное плечо опустилось на искомую высоту .
Сначала докажем подобие треугольников и . Так как плечи при вращении не меняют своей длины, то и . Это означает, что треугольники равнобедренные, и углы при их основаниях равны. Учитывая, что вертикальные углы при вершине равны (), получаем равенство всех углов в этих треугольниках: . Следовательно, по двум углам. Коэффициент подобия равен отношению длин плеч: .
Заметим, что прямые и параллельны, так как накрест лежащие углы при секущей равны. Из параллельности сторон следует равенство углов в прямоугольных треугольниках и .
Таким образом, прямоугольные треугольники и также подобны. Из этого подобия вытекает, что отношение высот равно отношению гипотенуз: Поскольку из подобия первых треугольников , подставим значения: Конец длинного плеча опустится на 6 метров.
Ответ: 6
Источник: ФИПИ