Рассчитайте глубину обрыва, если звук упавшего на дно обрыва камня наблюдатель услышал через 0,8 с после того, как отметил момент падения.
Дано:
t = 0,8 с;
$v_{возд} = 332$ м/с.
Найти:
h − ?
Решение:
S = h = vt;
S = 332 * 0,8 = 265,6 м.
Ответ: 265,6 м.
Для решения задачи о глубине обрыва, учитывая звук камня, вам потребуется использовать законы кинематики и скорость звука.
Сначала нужно рассмотреть движение камня в свободном падении. Камень падает с обрыва под действием силы тяжести, и его движение можно описать уравнением:
$$ h = \frac{1}{2} g t_1^2 $$
где:
Когда камень достигает дна обрыва, звук удара начинает распространяться вверх к наблюдателю. Скорость звука в воздухе приблизительно равна $ 343 \, \text{м/с} $ при нормальных условиях (температура около $ 20^\circ C $). Время, за которое звук достигнет наблюдателя, можно обозначить как $ t_2 $.
Общее время $ t $, которое прошло с момента, когда камень начал падать, до момента, когда звук достиг наблюдателя, это сумма времени падения камня и времени распространения звука:
$$ t = t_1 + t_2 $$
Время, за которое звук проходит расстояние, равное глубине обрыва, можно выразить как:
$$ t_2 = \frac{h}{v} $$
где:
Таким образом, у вас есть система уравнений:
$$ h = \frac{1}{2} g t_1^2 $$
$$ t = t_1 + \frac{h}{v} $$
Подставьте $ h $ из первого уравнения во второе:
$$ t = t_1 + \frac{\frac{1}{2} g t_1^2}{v} $$
Решите это уравнение относительно $ t_1 $, а затем найдите $ h $ из первого уравнения.
Таким образом, вычислив $ t_1 $, вы сможете найти глубину обрыва $ h $.
Пожауйста, оцените решение