Càlculs de el só i la llum

Plantejament.

Avui en la matèria d'educació física, hem observat que el professor tenia dificultats a l'hora de cronometrar als seus alumnes quan ells correien 40m a tota veloçitat. Com que els alumnes arribaven molt ràpid, el professor no parava el cronometre en el temps just i hem pensat  dissenyar i construir un sistema que cronometri automàticament als alumnes des del principi fins al final de la recta i que doni la sortida als alumnes amb un senyal lluminosa i sonora.

Problema.

Si els senyals lluminosos i sonors els activéssim al mateix moment el senyal lluminós arribaria abans, ja que la velocitat de la llum (300.000 km/s) és molt més superior a la velocitat del so (331 m/s). Per aquest motiu hem de calcular quan tardaria a arribar el senyal sonor i el lluminós del principi al final de la recta que és un total de 40 metres. Després restaríem els resultats i sabríem quin senyal hem d'activar abans.

Càlculs.

 V = D/T  

Velocitat de la llum. (300.000km/s)

300.000km = 300.000.000m        300.000.000m/s= T/ 40m      T = 40/ 300.000.000=  133,3 · 10^-9s

Velocitat del só. (331 m/s)

331m/s= T/40  =       T = 40/331= 120,486 · 10^-3s

133,3 · 10^-9  -  120,486 · 10^-3 = 120,84 · 10^-3s

Sabem que el senyal sonor hauria de sortir 120,84 · 10^-3 segons abans que el senyal lluminós. Per a que l'alumne els  percebi mateix temps.