Задание №19 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для ответа на этот вопрос необходимо рассмотреть физическую природу молнии и грома, а также различие в скоростях распространения света и звука в воздухе.

1. Физическое явление. Молния — это мощный электрический разряд в атмосфере, который сопровождается яркой вспышкой света и резким расширением воздуха, создающим звуковую волну — гром. Вспышка света и возникновение звука происходят практически одновременно в месте разряда.

2. Скорость распространения. Скорость света в воздухе составляет примерно $c \approx 300\,000\,000 \text{ м/с}$. Это означает, что свет от молнии доходит до наблюдателя практически мгновенно. Скорость звука в воздухе при нормальных условиях составляет примерно $v \approx 340 \text{ м/с}$.

3. Расчёт расстояния. Если интервал времени между вспышкой и громом составляет $t = 30 \text{ с}$, мы можем вычислить расстояние $S$ до места грозового разряда, пренебрегая временем распространения света:

$S = v \cdot t$

Подставим значения:

$S = 340 \text{ м/с} \cdot 30 \text{ с} = 10\,200 \text{ м} = 10,2 \text{ км}$.

4. Анализ результата. Грозовые облака обычно располагаются на высоте от нескольких сотен метров до нескольких километров (нижняя граница) и могут достигать высоты 12–15 км (верхняя граница). Звук грома затухает при распространении в атмосфере, однако мощные раскаты грома могут быть слышны на расстоянии до 15–20 км от эпицентра разряда.

Следовательно, интервал в 30 секунд физически возможен, если молния произошла на расстоянии около 10 км от наблюдателя.

Ответ: Да, может. Это означает, что грозовой разряд произошёл на расстоянии около 10,2 км от наблюдателя, что вполне допустимо для слышимости грома.

Источник: ФИПИ