Question

（2010學而思杯物理競賽題）假定有前后兩次聲音傳到人的耳朵里，如果這兩次聲音到達人的耳朵的先后時間間隔大于(或等于）0.1s，人耳就能夠把這兩次聲音分辨開，也就是說,如果兩次聲音傳到人耳的時間間隔不足0.1s，人耳就只能聽到一次聲音。某農(nóng)村中學8年級課外活動小組為了體驗聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度不同的物理現(xiàn)象,他們請一位同學在輸送水的管道(充滿水)上敲擊一下,使鐵管發(fā)出清脆的聲音,其余同學沿鐵管分別在不同位置用耳朵貼近鐵管聽聲。實驗結束后，A同學說自己只聽到一次響聲；B同學說自己聽到兩次響聲；C同學說自己聽到三次響聲。.已知聲音在空氣中的傳播速度是v_氣=340m/s，在水中的傳播速度是v_水=1500m/s，在鋼鐵中的傳播速度是v_鐵=5100m/s。請你通過計算說明：在鐵管上某處敲響一次,三位同學的位置到達敲擊點的距離各在什么范圍內(nèi)？（寫出計算過程和對結論分析過程）

Answer 1

A同學與敲擊點處的距離：s₁<43.97m；

      B同學與敲擊點處的距離：43.97m≤s₂＜212.5m；

C同學與敲擊點處的距離：s₃≥212.5m。

【解析】A同學說自己只聽到一次響聲，說明從空氣中傳播到他耳朵中的聲音和從水中傳播到他耳朵中的聲音的時間差小于0.1秒。設A同學與敲擊點處的距離為s₁，則有-<0.1s，解得s₁<43.97m；

B同學說自己聽到兩次響聲，說明從水中傳播到他耳朵中的聲音和從鐵管中傳播到他耳朵中的聲音的時間差小于0.1秒。設B同學與敲擊點處的距離為s₂，則有-<0.1s，解得s₂＜212.5m ，即43.97m≤s₂＜212.5m；

C同學說自己聽到三次響聲，說明從水中傳播到他耳朵中的聲音和從鐵管中傳播到他耳朵中的聲音的時間差大于等于0.1秒。設C同學與敲擊點處的距離為s₃，則有-≥0.1s，解得s₃≥212.5m。