Охотник услышал эхо выстрела через 4,5 секунды — на каком расстоянии он находится от препятствия? - коротко
Когда человек слышит эхо выстрела, это свидетельствует о том, что звуковая волна преодолела путь от источника до преграды и вернулась обратно. Зафиксированное время в 4,5 секунды является общим временем этого двойного перемещения. Для точного определения расстояния до препятствия необходимо использовать известную скорость звука в воздухе, которая при стандартных условиях (температура около 20°C) составляет приблизительно 343 метра в секунду.
Для расчета расстояния до препятствия время прохождения звука в одну сторону составляет половину от общего времени, то есть 2,25 секунды.
Таким образом, расстояние до препятствия составляет 771,75 метра. Данное значение получено путем умножения скорости звука на время его распространения в одном направлении.
Охотник услышал эхо выстрела через 4,5 секунды — на каком расстоянии он находится от препятствия? - развернуто
Эхо представляет собой звуковую волну, которая, отразившись от препятствия, возвращается к источнику звука. Это явление позволяет определить расстояние до отражающей поверхности, поскольку скорость распространения звука в воздухе является известной величиной. Анализ временного интервала между изданием звука и приемом его отражения дает возможность произвести точные измерения.
Для вычисления расстояния до препятствия необходимо учитывать, что звуковая волна преодолевает двойной путь: сначала от источника до препятствия, а затем обратно к источнику. Таким образом, время, зафиксированное слушателем, соответствует прохождению звуком удвоенного расстояния до объекта. Скорость звука в воздухе не является постоянной и зависит от таких факторов, как температура и влажность. Однако для стандартных расчетов часто используется приближенное значение скорости звука при нормальных условиях, которое составляет около 340-343 метров в секунду при температуре около 20 градусов Цельсия.
Используя базовую формулу зависимости расстояния от скорости и времени ($S = V \times T$), мы можем адаптировать ее для случая эха. Если $d$ – это искомое расстояние до препятствия, $V$ – скорость звука, а $T$ – время, за которое эхо было услышано, то полный путь, пройденный звуком, равен $2d$. Следовательно, уравнение принимает вид $2d = V \times T$. Отсюда следует, что расстояние до препятствия $d = (V \times T) / 2$.
В данном случае, время, прошедшее до момента восприятия эха, составляет 4,5 секунды. Принимая стандартную скорость звука в воздухе равной приблизительно 340 метров в секунду, мы можем подставить эти значения в формулу:
- Время ($T$) = 4,5 с
- Скорость звука ($V$) = 340 м/с (стандартное значение)
Расчет производится следующим образом: $d = (340 \, \text{м/с} \times 4,5 \, \text{с}) / 2$ $d = 1530 \, \text{м} / 2$ $d = 765 \, \text{м}$
Таким образом, охотник находится на расстоянии 765 метров от препятствия, вызвавшего эхо. Этот расчет демонстрирует прямое применение принципов акустики для определения дистанции до удаленных объектов, основываясь на времени задержки отраженного звука.