Номер 2, страница 180 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

2. Во время грозы человек услышал гром через 15 с после вспышки молнии. Как далеко от него произошел разряд?

2. Дано:

Время задержки между вспышкой и громом, $t = 15 \text{ с}$
Скорость звука в воздухе (стандартное значение), $v_{зв} = 340 \text{ м/с}$
Скорость света в воздухе, $c \approx 3 \cdot 10^8 \text{ м/с}$

Найти:

Расстояние до разряда молнии, $S$.

Решение:

Вспышка молнии (свет) и раскат грома (звук) возникают в одной точке и в одно и то же время. Однако наблюдатель воспринимает их не одновременно, потому что скорость света и скорость звука различны.

Время, за которое свет от вспышки достигает наблюдателя, равно $t_{св} = \frac{S}{c}$.
Время, за которое звук грома достигает наблюдателя, равно $t_{зв} = \frac{S}{v_{зв}}$.

Задержка по времени $t$, указанная в условии, представляет собой разницу между временем распространения звука и временем распространения света:
$t = t_{зв} - t_{св}$

Скорость света ($c \approx 300 000 000 \text{ м/с}$) значительно превышает скорость звука ($v_{зв} \approx 340 \text{ м/с}$). Из-за этого время, за которое свет проходит расстояние $S$, ничтожно мало, и им можно пренебречь. То есть, мы видим вспышку практически мгновенно ($t_{св} \approx 0$).

Таким образом, можно считать, что вся задержка во времени обусловлена временем распространения звука: $t \approx t_{зв} = \frac{S}{v_{зв}}$

Из этой формулы выразим искомое расстояние $S$:
$S = v_{зв} \cdot t$

Теперь подставим числовые значения из условия задачи:
$S = 340 \frac{\text{м}}{\text{с}} \cdot 15 \text{ с} = 5100 \text{ м}$

Результат можно также выразить в километрах:
$5100 \text{ м} = 5,1 \text{ км}$

Ответ: разряд молнии произошел на расстоянии 5100 м (или 5,1 км) от человека.