Du faller en stein inn i en dyp brønn og hører det slå nederst 3.20 sekunder senere. Dette er tiden det tar for steinen å falle til bunnen av brønnen, pluss tiden det tar for lyden å nå deg. Hvis lyden beveger seg med en hastighet på 343m / s i (forts.)?

Du faller en stein inn i en dyp brønn og hører det slå nederst 3.20 sekunder senere. Dette er tiden det tar for steinen å falle til bunnen av brønnen, pluss tiden det tar for lyden å nå deg. Hvis lyden beveger seg med en hastighet på 343m / s i (forts.)?
Anonim

Svar:

46,3 m

Forklaring:

Problemet er i 2 deler:

  1. Stenen faller under tyngdekraften til bunnen av brønnen.

  2. Lyden beveger seg tilbake til overflaten.

Vi bruker det faktum at avstanden er felles for begge.

Avstanden stenen faller er gitt av:

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

Vi vet at gjennomsnittshastigheten = avstandsreise / tid tatt.

Vi får lydens hastighet, så vi kan si:

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

Vi vet det:

#sf (t_1 + t_2 = 3.2s) #

Vi kan sette #sf (farge (rød) ((1))) # lik #sf (farge (rød) ((2)) rarr) #

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

#sf (t_2 = (3,2-t_1)) #

Bytter inn dette #sf (farge (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) #

La #sf ("g" = 9.8color (hvit) (x) "m / s" ^ 2) #

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

Dette kan løses ved hjelp av kvadratisk formel:

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

Ignorerer -ve roten gir dette:

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

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

Bytter dette inn igjen #sf (farge (rød) ((2)) rarr) #

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