Решение: Погрешность измерения скорости звука
Статья к заданиюИзмерение скорости звука
В 1630 году французским ученым М. Марсенном был проведен опыт по определению скорости звука в воздухе. Марсенн поставил на определенном расстоянии D двух человек. Один выстрелил из мушкета (огнестрельного оружия), а другой отметил время τ, прошедшее между вспышкой от выстрела и долетевшим до него звуком. Поделив расстояние на время, Марсенн нашел, что скорость звука v равна 230 туазам в секунду, что соответствует 448 метрам в секунду (м/с). Опыты Марсенна оказались неточными (скорость звука в воздухе, на самом деле, составляет примерно 330 м/с), но впервые позволили оценить порядок величины для скорости звука. В 1738 году французская Академия наук повторила опыт по измерению скорости звука. Опыт был поставлен на холме Монмартр, близ Парижа. Было установлено, что скорость звука в воздухе равна 171 туазу в секунду.
Опираясь на приведённый материал об опытах Марсенна, определите, с измерением какой величины — расстояния или времени — в наибольшей степени была связана неточность полученных значений скорости звука. Ответ поясните.
Решение по шагам
4 шагаВ опыте скорость звука определяли как отношение расстояния между стрелком и наблюдателем к времени распространения звука.
$$v = \dfrac{D}{\tau}$$Расстояние между участниками опыта можно было измерить заранее и сравнительно точно.
Время между вспышкой выстрела и приходом звука было небольшим. Его определяли по наблюдению и реакции человека, поэтому на результат влияли задержка реакции и неточность фиксации моментов вспышки и звука.
Следовательно, основная погрешность была связана с измерением времени, а не расстояния.
Наибольшая неточность была связана с измерением времени. Расстояние между участниками можно было измерить достаточно точно, а короткий промежуток между вспышкой и звуком фиксировался человеком с задержкой реакции и другими неточностями. Поэтому ошибка в значении времени существенно влияла на рассчитанную скорость звука.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Указание расстояния без объяснения причин.
Смешение скорости света и скорости звука.
Игнорирование задержки реакции наблюдателя при фиксации времени.
Ответ только одним словом без пояснения.