1 Ένας άνδρας χτυπά το ένα άκρο μιας λεπτής ράβδου με σφυρί ο ήχος ταχύτητας στο IS 15 φορές Air Woman σε άλλο το αυτί της κοντά σε ακούει t;
Κατανόηση του προβλήματος
* Ήχος σε μια ράβδο: Ο ήχος ταξιδεύει πολύ πιο γρήγορα σε στερεά (όπως μια ράβδο) από ό, τι στον αέρα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μόρια σε ένα στερεό είναι πιο σφιχτά συσκευασμένα, επιτρέποντας στους δονήσεις να μεταφέρονται πιο γρήγορα.
* χρονική καθυστέρηση: Η ερώτηση ρωτά πόσο καιρό χρειάζεται ο ήχος για να ταξιδέψει από το ένα άκρο της ράβδου στο άλλο και να φτάσει στο αυτί της γυναίκας.
Επίλυση του προβλήματος
Χρειαζόμαστε περισσότερες πληροφορίες για την επίλυση αυτού του προβλήματος. Εδώ είναι αυτό που μας λείπει:
1. Μήκος της ράβδου: Πρέπει να γνωρίζουμε την απόσταση που πρέπει να ταξιδέψει ο ήχος.
2. ταχύτητα ήχου στη ράβδο: Το πρόβλημα μας λέει μόνο ότι η ταχύτητα του ήχου στον αέρα είναι 15 φορές ταχύτερη από ό, τι στη ράβδο, αλλά χρειαζόμαστε την πραγματική ταχύτητα του ήχου στη ράβδο.
Ας υποθέσουμε κάποιες τιμές για να απεικονίσουμε τη διαδικασία:
* Μήκος της ράβδου (L): Ας πούμε ότι η ράβδος έχει μήκος 1 μέτρου.
* ταχύτητα ήχου στη ράβδο (v_rod): Ας υποθέσουμε ότι η ταχύτητα του ήχου στη ράβδο είναι 5000 m/s (αυτό είναι απλώς ένα παράδειγμα).
Υπολογισμοί
1. χρόνος για να ταξιδέψετε μέσα από τη ράβδο:
* Ώρα =απόσταση / ταχύτητα
* Ώρα =1 μέτρο / 5000 m / s =0.0002 δευτερόλεπτα
2. χρόνος για τον ήχο να ταξιδεύει στον αέρα (προαιρετικό):
* Αν θέλαμε να μάθουμε το χρόνο που χρειάζεται για να φτάσει ο ήχος στο αυτί της γυναίκας μέσω του αέρα, θα χρειαζόμασταν την απόσταση από το τέλος της ράβδου στο αυτί της. Ας υποθέσουμε ότι η απόσταση είναι επίσης 1 μέτρο.
* Ταχύτητα ήχου στον αέρα =15 * ταχύτητα ήχου σε ράβδο =15 * 5000 m/s =75000 m/s
* Ώρα =1 μέτρο / 75000 m / s =0.0000133 δευτερόλεπτα
Συμπέρασμα
Στο παράδειγμά μας, ο ήχος διαρκεί 0,0002 δευτερόλεπτα για να ταξιδέψει μέσω της ράβδου. Ο ήχος θα έφτασε στο αυτί της γυναίκας σχεδόν στιγμιαία, δεδομένου του εξαιρετικά σύντομου χρονικού πλαισίου.
Βασικό σημείο: Η ταχύτητα του ήχου σε ένα στερεό είναι σημαντικά ταχύτερη από ό, τι στον αέρα. Ως εκ τούτου, ο ήχος θα έφτασε στη γυναίκα πολύ πιο γρήγορα μέσα από τη ράβδο από ό, τι μέσω του αέρα.
