Question

【題目】假定有前后兩次相鄰聲音傳到人的耳朵里，如果這兩次聲音到達人耳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。

某農村中學8年級課外活動小組的同學為了體驗聲音在不同介質中傳播速度不同的物理現象，他們請一位同學在輸送水的直鐵管道（充滿水）上敲擊一下，使鐵管發出清脆的聲音，其余同學沿鐵管分別在不同位置耳朵貼近鐵管聽聲，實驗結束以后，A同學說自己只聽到了一次響聲；B同學說自己聽到了兩次響聲；C同學說自己聽到了三次響聲，已知聲音在空氣中傳播的速度是V空=344m/s， 在水中的傳播速度是V水=1720m/s，在鋼鐵中的傳播速度是V鐵=5160m/s。請你通過計算說明：在鐵管上某處敲響一次，A、B、C三位同學的位置到敲擊點的距離各在什么范圍內？（請寫出計算過程和對結論的分析過程）

Answer 1

【答案】0~43~258

【解析】

聲音到達人耳的先后順序(傳聲物質)依次是：鐵、水、空氣。設聲音傳播的距離為s.

要分辨(相鄰的)空氣和水傳來的聲音,應有：0.1s,解得：s143m；

要分辨(相鄰的)水和鐵傳來的聲音,應有： 0.1s,解得：s2258m；

要分辨(相鄰的)空氣和鐵傳來的聲音,應有： 0.1s,解得：s336.86m.

結論：C同學與敲擊點處的距離：sC258m時，三種物質傳播的聲音到達聽音者的時間間隔均等于或大于0.1s，能聽到三次敲擊聲。

B同學與敲擊點處的距離：258m>sB43m時,水和空氣傳播的時間間隔等于或大于0.1s(可以分辨)；

空氣和鐵傳播的時間間隔等于或大于0.1s(可以分辨);水和鐵傳播的聲音到達聽音者的時間間隔小于0.1s(不能區分)；

A同學與敲擊點處的距離：sA<36.86m時，任意兩種物質傳播的聲音到達聽音者的時間間隔均小于0.1s，只能聽到一次敲擊聲。