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320 米深井自由落石:听到回声的总时间
石子从井口自由落下,井深 320 米,空气中的声速为 340 米/秒(g 取 10 米/秒²),求从放手到听见落水回声的总时间。
直接答案
总时间 ≈ 8.9412 秒(下落 8 秒 + 声音传回 0.9412 秒)
分步解答
- t₁ = √(2h/g) = √(2×320/10) = 8石头自由落体到井底的时间
- t₂ = h/v声 = 320/340 = 0.9412声音从井底传回井口的时间
- t = t₁ + t₂ = 8.9412 秒总时间 = 下落时间 + 声音传回时间
为什么这样做
石子做自由落体,下落时间由 h = ½gt² 决定;声音以恒定声速向上传播,时间由井深除以声速决定,总时间是两者之和。
常见错误
- 把石子下落的时间算成 320 ÷ 10 = 32 秒。
- 计算声音传播路程时用了两倍的井深。