Номер 20, страница 67, часть 1 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Глава III. Движение и взаимодействие тел. Параграф 8. Прямолинейное равномерное движение - номер 20, страница 67.

Условие.

20. Найдите в Интернете рекорд скорости гоночного автомобиля. Выразите значение этой скорости в километрах в час и в метрах в секунду. Сравните её со скоростью звука в воздухе (значение этой скорости можно найти в Интернете).

Рис. 8.2

Решение.

Рекорд скорости гоночного автомобиля

Поиск в Интернете показывает, что мировой рекорд скорости для наземного транспортного средства (автомобиля) принадлежит ThrustSSC. 15 октября 1997 года этот реактивный автомобиль достиг скорости 1227,985 км/ч. Он стал первым автомобилем, официально преодолевшим звуковой барьер.

Ответ: Рекорд скорости гоночного автомобиля составляет 1227,985 км/ч.

Выражение рекорда скорости в км/ч и м/с

Значение скорости в километрах в час уже известно. Теперь необходимо перевести это значение в метры в секунду (единица СИ).

Дано:

$v_{авто} = 1227,985 \text{ км/ч}$

Найти:

$v_{авто}$ в м/с

Решение:

Для перевода скорости из км/ч в м/с, используем соотношения: $1 \text{ км} = 1000 \text{ м}$ и $1 \text{ ч} = 3600 \text{ с}$.

$v_{авто} = 1227,985 \frac{\text{км}}{\text{ч}} = 1227,985 \times \frac{1000 \text{ м}}{3600 \text{ с}} = \frac{1227,985}{3,6} \frac{\text{м}}{\text{с}} \approx 341,11 \text{ м/с}$

Ответ: Рекордная скорость составляет 1227,985 км/ч, что примерно равно 341,11 м/с.

Сравнение скорости автомобиля со скоростью звука

Скорость звука в воздухе зависит от его температуры и плотности. В качестве стандартного значения для расчетов часто принимают скорость звука в сухом воздухе при температуре 20 °C, которая равна приблизительно 343 м/с.

Выразим скорость звука в км/ч:

$v_{звука} = 343 \frac{\text{м}}{\text{с}} = 343 \times 3,6 \frac{\text{км}}{\text{ч}} = 1234,8 \text{ км/ч}$

Сравним полученные значения:

Скорость автомобиля: $v_{авто} \approx 341,11 \text{ м/с}$ (или $1227,985 \text{ км/ч}$)

Скорость звука: $v_{звука} \approx 343 \text{ м/с}$ (или $1234,8 \text{ км/ч}$)

Найдем, на сколько скорость звука больше скорости автомобиля:

$\Delta v = v_{звука} - v_{авто} = 343 \text{ м/с} - 341,11 \text{ м/с} = 1,89 \text{ м/с}$

$\Delta v = 1234,8 \text{ км/ч} - 1227,985 \text{ км/ч} = 6,815 \text{ км/ч}$

Таким образом, рекордная скорость автомобиля ThrustSSC очень близка к стандартному значению скорости звука в воздухе, но немного меньше его. При этом важно отметить, что сам рекорд заключался в преодолении звукового барьера, то есть в реальных условиях заезда (при более низкой температуре воздуха в пустыне) скорость звука была ниже, и автомобиль ее превысил.

Ответ: Рекордная скорость автомобиля (341,11 м/с) меньше стандартной скорости звука в воздухе при 20 °C (343 м/с) примерно на 1,9 м/с (или на 6,8 км/ч).