Je laat een steen in een diepe put vallen en hoort hem 3,20 seconden later de bodem raken. Dit is de tijd die nodig is om de steen naar de bodem van de put te laten vallen, plus de tijd die nodig is om het geluid te bereiken. Als het geluid met een snelheid van 343 m / s reist in (vervolg)?

Je laat een steen in een diepe put vallen en hoort hem 3,20 seconden later de bodem raken. Dit is de tijd die nodig is om de steen naar de bodem van de put te laten vallen, plus de tijd die nodig is om het geluid te bereiken. Als het geluid met een snelheid van 343 m / s reist in (vervolg)?
Anonim

Antwoord:

46,2 m

Uitleg:

Het probleem is in 2 delen:

  1. De steen valt onder de zwaartekracht naar de bodem van de put.

  2. Het geluid reist terug naar de oppervlakte.

We gebruiken het feit dat de afstand gemeenschappelijk is voor beide.

De afstand die de steen valt, wordt gegeven door:

#sf (d = 1/2 "g" t_1 ^ 2 "" kleur (rood) ((1)) #

We weten dat gemiddelde snelheid = afgelegde afstand / tijd in beslag genomen.

We krijgen de snelheid van het geluid zodat we kunnen zeggen:

#sf (d = 343xxt_2 "" kleur (rood) ((2))) #

We weten dat:

#sf (t_1 + L 2 = 3.2s) #

We kunnen zetten #sf (kleur (rood) ((1))) # gelijk aan #sf (kleur (rood) ((2)) rarr) #

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

#sf (T_2 = (3,2-t_1)) #

Dit substitueren in #sf (kleur (rood) ((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) #

Laat #sf ("g" = 9.8color (wit) (x) "m / s" ^ 2) #

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

Dit kan worden opgelost met behulp van de kwadratische formule:

#sf (t_1 = (- 343 + -sqrt (117,649- (4xx4.9xx-1097,6))) / (9,8) #

Het negeren van de -ve-root geeft dit:

#sf (t_1 = 3.065color (wit) (x) s) #

#:.##sf (T_2 = 3,2-3,065 = 0.135color (wit) (x) s) #

Dit weer in de plaats stellen #sf (kleur (rood) ((2)) rarr) #

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