יום שישי, 30 באפריל 2010

זיקוקים ומהירות הקול

נדמה לי שלא שמתי לב לזה עד ליום העצמאות האחרון: רואים את הזיקוק מתפוצץ לפני ששומעים את הפיצוץ. לטובת מי שלא מכיר את התופעה או שלא יודע את ההסבר אני מביא כאן פוסט קצר על שיטה פשוטה למדוד את מהירות הקול.

העניין באמת פשוט. מהירות האור היא גבוהה מאוד - 300 אלף ק"מ לשנייה, ואילו מהירות הקול הרבה יותר נמוכה. נניח שאנו מרוחקים כמה מאות מטרים מהזיקוק המתפוצץ באוויר. הזמן שייקח לאור להגיע אלינו אפסי, ואילו הקול, האטי יותר, מגיע אלינו אחרי שניות ספורות. באמצעות הקשר הפשוט בין מרחק, זמן ומהירות (מרחק שווה לזמן כפול מהירות) ניתן להסיק שהמרחק ממקום הפיצוץ שווה בערך לזמן שעובר מהרגע שרואים את הפיצוץ עד לרגע ששומעים אותו כפול מהירות הקול.

השנה ראיתי מופע זיקוקים נחמד מאוד, ממש מהבית. אני גר בליבנה, יישוב קטן ומקסים, והבית שלי מרוחק בערך 300 מטר ממרכז היישוב. הילדים נרדמו בשעה מוקדמת, אז יצא שאני וג'ודי ראינו את המופע מהגינה. המדידות שלי עם שעון עצר הראו הפרש של שנייה בערך בין רגע הפיצוץ הנראה בעין לבין הבום הנשמע. המסקנה הייתה שמהירות הקול היא בסדר גודל של 300 מטר לשנייה, לא רחוק מהערך המדויק שעומד על כ-340 מטר לשנייה (תלוי בטמפרטורה).

חישוב דומה ניתן ליישם בסופת ברקים: אנו רואים את הברק לפני הרעם, ובהנחה שהברק מגיע לעיניים שלנו תוך זמן אפסי, ניתן לחשב את המרחק אל הברק כמכפלת מהירות הקול בזמן שעובר מהרגע שמופיע הברק עד לרגע שנשמע הרעם. בכל סופת ברקים אני עושה את המדידות האלו, והשיא שלי הוא הפרש של כחצי שנייה בין הברק לרעם, כלומר הייתי מרוחק פחות ממאתיים מטר ממקום פגיעת הברק, שאותו אכן ראיתי פוגע בקרקע בערך במרחק כזה ממני.

2 comments:

אנונימי אמר/ה...

תאמין לי שאתה לא רוצה לשבור את השיא של הברק.

אריה מלמד-כץ אמר/ה...

צודק :-) באמת לא נעים לחטוף מכת ברק.

מצד שני, יש את הסיפור של רוי סאליבן שחטף שבע מכות ברק במהלך חייו ונשאר בחיים. אם אני זוכר נכון הוא סיים את חייו בהתאבדות עקב אהבה נכזבת.