Du lægger en sten ind i en dyb brønd og hører den ramte bunden 3.20 sekunder senere. Det er den tid det tager, at stenen falder til bunden af brønden, plus den tid det tager for lyden at nå dig. Hvis lyd rejser med en hastighed på 343m / s i (forts.)?

Du lægger en sten ind i en dyb brønd og hører den ramte bunden 3.20 sekunder senere. Det er den tid det tager, at stenen falder til bunden af brønden, plus den tid det tager for lyden at nå dig. Hvis lyd rejser med en hastighed på 343m / s i (forts.)?
Anonim

Svar:

46,3 m

Forklaring:

Problemet er i 2 dele:

  1. Stenen falder under tyngdekraften til bunden af brønden.

  2. Lyden rejser tilbage til overfladen.

Vi bruger det faktum, at afstanden er fælles for begge.

Afstanden stenen falder er givet af:

#sf (d = 1/2 "g" t_1 ^ 2 "" farve (rød) ((1)) #

Vi ved, at gennemsnitshastigheden = afstået distance / tid taget.

Vi får lydens hastighed, så vi kan sige:

#sf (d = 343xxt_2 "" farve (rød) ((2))) #

Vi ved det:

#sf (T_1 + t_2 = 3.2s) #

Vi kan sætte #sf (farve (rød) ((1))) # svarende til #sf (farve (rød) ((2)) rArr) #

#:.##sf (343xxt_2 = 1/2 "g" t_1 ^ 2 "" farve (rød) ((3))) #

#sf (t_2 = (3,2-T_1)) #

Erstatter dette til #sf (farve (rød) ((3)) rArr) #

#sf (343 (3,2-T_1) = 1/2 "g" T_1 ^ 2) #

#:.##sf (1097.6-343t_1 = 1/2 "g" T_1 ^ 2) #

Lade #sf ("g" = 9.8color (hvid) (x) "m / s" ^ 2) #

#:.##sf (4.9t_1 ^ 2 + 343t_1-1097.6 = 0) #

Dette kan løses ved hjælp af den kvadratiske formel:

#sf (T_1 = (- 343 + -sqrt (117,649- (4xx4.9xx-1097,6))) / (9,8) #

Ignorerer -ve rod dette giver:

#sf (T_1 = 3.065color (hvid) (x) s) #

#:.##sf (t_2 = 3,2 til 3,065 = 0.135color (hvid) (x) s) #

Erstatter dette tilbage i #sf (farve (rød) ((2)) rArr) #

#sf (d = 343xxt_2 = 343xx0.135 = 46.3color (hvid) (x) m) #