Kaja kiiruse kalkulaator

Kas kaja on kuulda, kui seina läheduses kaht puupulka üksteise vastu lüüa? Kaja kuulmiseks peab minema seinast teatud kauguseni.

Vahendid:

  1. Kaks puupulka
  2. Suur plats õues
  3. Vertikaalne tasapind

Protseduur:

1. Vii klass õue, koolihoone küljele või selle taha.

2. Alusta seinast umbes 20 m kauguselt (vaadates seina poole) ning liigu aeglaselt tahapoole, samal ajal puupulki kokku lüües.

3. Kui puupulkade kokkulöömisel tekib kaja, jää seisma ning kontrolli, kas kaja on kuulda.

4. Kui kaja on tõesti kuulda, mõõda enda ja seina vaheline kaugus.

Kuidas saab selles katses mõõta heli levimise kiirust?
Kas me võiksime alustada katset seinast kaugemas punktis ning seinale lähenedes?
Mis sa arvad, miks me ei kuule kaja, kui me oleme seinale liiga lähedal?

Selgitus Minimaalne ajaintervall, mille inimese kõrv kahe puupulga löömise vahel tuvastada suudab, on 0.1 sekundit. Kui löömise ja kaja vaheline intervall on väiksem kui 0.1 sekundit, pole kaja kuuldav. Seega pole kaja kuulda, kui seista seinale liiga lähedal.

Aeglaselt seinast eemale liikudes muutub kaja mingil hetkel kuuldavaks. Sellel hetkel saabub kaja 0.1 sekundi möödumisel. Kui mõõta selles punktis enda ja seina vaheline kaugus (umbes 17 m), saab heli levimise kiiruse arvutada mõõdetud vahemaa (2*17 m = 34 m) jagamisel ajaga (0.1 s): ligikaudu 340 m/s. Kui heli levimiskiirus on teada, saame leida pikselöögi hinnangulise kauguse. Selleks tuleb lugeda pikselöögi ja sellest tekkiva heli (müristamise) vahele jäävad sekundid.