Смотреть решения всех заданий с фото
Вопрос:

1775. Скорость звука при измерении в Париже следующим образом: в один конец трубы была выпущена в момент t1 труба, в другой раздался удар в колокол; наблюдатель, находившийся в середине трубы, услышал два звука: сначала звук от трубы, а затем звук от колокола, пришедший позже, промежуток времени 2,5 с. Найдите отсюда скорость звука в воздухе при тех измерениях.

Ответ:

Обозначим расстояние от конца трубы до наблюдателя как $L/2$. Тогда время, которое звук от трубы затратил на прохождение этого расстояния равно: $t_1 = \frac{L/2}{v}$, где v - скорость звука. Время распространения звука от колокола также равно: $t_2 = \frac{L/2}{v}$ Разница между временами прихода двух звуков к наблюдателю равна 2.5 с, а так как звуки пришли с разных концов трубы, то можно сделать вывод, что время запаздывания звука от колокола равно 2.5 / 2 = 1.25 секунды. Так как звук от колокола пришел позже звука трубы, то можно считать, что источник звука колокола был дальше, а задержка равна разнице между временами распространения звука. Это значит, что колокол был дальше от наблюдателя, и расстояние от наблюдателя до колокола и до трубы одинаковое, тогда время распространения звука от колокола до трубы составляет 2.5 секунды. Зная это, можно сделать вывод, что время прохождения звука через всю трубу равно 2.5 с. Из условия задачи непонятно, откуда были выпущены звуки. Если предположить, что источник звука от колокола и от трубы равноудален от наблюдателя, то и время запаздывания 2.5 с, будет соответствовать времени разницы прихода двух звуков. Если предположить, что звуки начали распространятся с разных концов трубы, тогда время их запаздывания 2.5 / 2 = 1.25 секунды. Если предположить, что расстояние от источника до наблюдателя равно $L/2$, тогда общая длина трубы равна $L$, и звук проходит $L$ за 2.5 секунды. Тогда скорость звука будет равна $v = \frac{L}{2.5}$. Но мы не знаем длину трубы, поэтому эту задачу решить нельзя. Так как, мы не знаем длины трубы. Исправим условие задачи. Пусть известно, что наблюдатель услышал 2 звука, с задержкой в 2.5 секунды. Также известно, что удар в колокол был произведен, и сразу после этого на другом конце был сделан звук в трубу. Запишем формулу для расчета времени распространения звука: $t = \frac{s}{v}$, где t - время, s - расстояние, v - скорость. Из условия задачи можно понять, что наблюдатель находился в середине трубы. Так как звук в трубу был выпущен с другого конца, то время распространения звука от колокола до наблюдателя равно времени от трубы до наблюдателя, но с разницей в 2.5 секунды. Это значит, что звук колокола проходит все расстояние трубы за 2.5 секунды. Запишем формулу для расчета скорости, где s - длина трубы, а t - время: $v = \frac{s}{t} = \frac{L}{2.5}$ Но мы не знаем длину трубы $L$, а, значит, не можем найти скорость. Если бы нам было известно расстояние трубы, то мы могли бы вычислить скорость. **Возможная ошибка в условии задачи**. Скорее всего, условие задачи подразумевало, что задержка между звуками 2.5 секунды, и это время распространения звука от колокола к трубе. Тогда длина трубы будет равна $L = v * t = v * 2.5$ Тогда скорость звука будет равна $v = \frac{L}{2.5}$ Если предположить, что труба равна 850 м, то тогда скорость звука будет равна $v = \frac{850}{2.5} = 340 м/с$ Для корректного решения задачи необходимы дополнительные условия или уточнения. В противном случае точное значение скорости звука не может быть определено.

Похожие