Номер 37.13, страница 138 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 37. Звуковые волны. Глава 5. Механические колебания и волны - номер 37.13, страница 138.

37.13 [Д. 129] Почему, если человек не увидел взрыва мощного снаряда, взрывная волна застаёт его врасплох?

Решение

Это явление объясняется огромной разницей в скоростях распространения света и звука (взрывной волны).

Скорость света в воздухе практически равна скорости света в вакууме и составляет примерно $c \approx 300~000~000$ м/с. Взрывная волна — это, по сути, сверхмощная звуковая волна, и ее скорость распространения в воздухе значительно ниже, около $v_{звука} \approx 340$ м/с (может быть выше у самого эпицентра, но все равно несравнима со скоростью света).

Когда происходит взрыв, он одновременно порождает и световую вспышку, и взрывную волну.

1. Сценарий, когда человек видит взрыв.
Свет от вспышки из-за своей гигантской скорости достигает наблюдателя практически мгновенно. Человек видит взрыв и только через некоторое время, зависящее от расстояния ($t = L/v_{звука}$), до него доходит взрывная волна. Эта задержка между вспышкой (визуальным сигналом) и приходом волны (физическим воздействием) дает человеку возможность среагировать и попытаться укрыться.

2. Сценарий, когда человек не видит взрыв.
Если человек находится за препятствием, спиной к взрыву или по другой причине не видит вспышку, он не получает этого мгновенного предупреждающего сигнала. Для него первым событием, связанным со взрывом, становится приход самой взрывной волны. Поскольку до этого момента не было никаких признаков опасности (ни света, ни звука), мощный удар воздуха оказывается полной неожиданностью.

Таким образом, отсутствие предварительного визуального сигнала (вспышки) лишает человека времени на реакцию, и взрывная волна застает его врасплох.

Ответ: Взрывная волна застает человека врасплох, потому что он не получает предупреждающего сигнала в виде световой вспышки. Свет распространяется практически мгновенно, в то время как взрывная волна (звук) движется намного медленнее. Если человек видит вспышку, у него есть время среагировать до прихода волны. Если не видит, то приход самой волны становится первым и внезапным сигналом о произошедшем взрыве.