Номер 15, страница 190 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Механика. Глава 4. Механические колебания и волны. Параграф 23. Механические волны. Звук - номер 15, страница 190.

Условие.

15. Вы услышали раскаты грома через 5 с после вспышки молнии. На каком расстоянии от вас ударила молния?

Решение.

Дано:

Время задержки между вспышкой молнии и раскатом грома, $t = 5$ с.

Скорость звука в воздухе, $v_{звука} \approx 340$ м/с (среднее значение, может незначительно меняться в зависимости от температуры и влажности).

Скорость света в воздухе, $c \approx 3 \times 10^8$ м/с.

Найти:

Расстояние до места удара молнии, $\text{S}$.

Решение:

Вспышка молнии (свет) и раскат грома (звук) возникают одновременно. Однако скорость света настолько велика, что световую вспышку мы видим практически мгновенно. Время, за которое свет преодолевает расстояние $\text{S}$, равно $t_{света} = S/c$. Время, за которое звук преодолевает то же расстояние, равно $t_{звука} = S/v_{звука}$.

Задержка $\text{t}$, которую мы наблюдаем, — это разница между временем прихода звука и временем прихода света:

$t = t_{звука} - t_{света}$

Поскольку скорость света ($\text{c}$) намного больше скорости звука ($v_{звука}$), временем распространения света ($t_{света}$) можно пренебречь. Таким образом, можно считать, что данное в условии время задержки — это и есть время, которое потребовалось звуку, чтобы дойти до наблюдателя.

$t \approx t_{звука} = 5$ с

Для нахождения расстояния воспользуемся формулой равномерного прямолинейного движения, где расстояние равно произведению скорости на время:

$S = v_{звука} \times t$

Подставим числовые значения:

$S = 340 \, \text{м/с} \times 5 \, \text{с} = 1700 \, \text{м}$

Это расстояние также можно выразить в километрах: $1700 \, \text{м} = 1,7 \, \text{км}$.

Ответ: молния ударила на расстоянии 1700 м (или 1,7 км) от вас.