A velocidade do som no ar a
é
. Calcule o tempo necessário para o som percorrer 1 km . Calcule a distância percorrida pelo som em 3 s. Se contarmos o tempo em segundos entre um raio e o trovão, saberemos aproximadamente a distância em km em que caiu o raio, dividindo o intervalo de tempo por 3. Verifique essa regra.
Passo 1
O enunciado pede pra gente usar a cinemática uniforme: o som no ar a 20 °C viaja com velocidade conhecida e a gente vai precisar da relação entre distância, velocidade e tempo para calcular (conteúdo: movimento uniforme, fórmula
).
Passo 2
Para achar o tempo que o som demora a percorrer 1 km, usamos
. Aqui
e
:
Então leva cerca de 2{,}915 s para percorrer 1 km.
Passo 3
Para achar a distância que o som percorre em 3 s, usamos
. Com
e
:
Passo 4
A regra diz que, medindo o intervalo em segundos entre o raio e o trovão e dividindo por 3, dá a distância em km. Em termos de fórmula:
Como
com erro pequeno, a aproximação
funciona bem para estimar a distância do raio.
Passo 5
Resumo da verificação: para 3 s,
km, que bate com os ~1,029 km exatos, comprovando que a regra é válida como boa estimativa.
Resposta
Tempo para 1 km: ~2,915 s; distância em 3 s: ~1 029 m (1,029 km); regra dividindo o tempo (s) por 3 dá distância em km de forma aproximada e razoavelmente precisa.