논리적 사고

메아리가 0.2초 뒤 돌아오면 벽은 얼마나 멀리 있을까?

소리가 벽까지 갔다가 돌아오는 경로를 따라가며 전체 이동 거리와 벽까지의 거리를 구별합니다.

소리가 관찰자에서 벽까지 간 뒤 같은 자리로 돌아오는 두 경로의 합이 68.6미터이고 편도는 34.3미터라는 비교
소리가 관찰자에서 벽까지 간 뒤 같은 자리로 돌아오는 두 경로의 합이 68.6미터이고 편도는 34.3미터라는 비교
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그림에서 무엇을 볼까요?

소리가 관찰자에서 벽까지 간 뒤 같은 자리로 돌아오는 두 경로의 합이 68.6미터이고 편도는 34.3미터라는 비교

벽을 향해 박수를 치고 그 자리에서 기다린다고 합시다. 들려온 메아리는 소리가 벽까지 갔다가 반사되어 돌아온 결과입니다. 발신부터 메아리 도착까지 잰 시간에는 가는 시간과 오는 시간이 모두 들어 있습니다.

벽까지의 거리를 d, 소리의 속력을 v, 왕복 시간을 t라고 쓰면 전체 이동 거리는 2d입니다. 따라서 vt=2d, 벽까지의 거리는 d=vt/2입니다. 여기서 2로 나누는 까닭은 속력을 줄이려는 것이 아니라 왕복 경로에서 편도 거리만 구하려는 것입니다.

함께 확인할 점

소리를 낸 곳과 듣는 곳이 같고 벽·관찰자·공기가 정지한 단일 반사 모형입니다. 입력 시간은 발신부터 반사음 도착까지이며 화면은 실제 마이크를 사용하지 않습니다.

생각해 볼 질문

200·400밀리초에서 전체 이동 거리와 편도 거리를 기록하세요. 이 결과를 천둥 거리 계산에 그대로 적용하면 어떤 가정이 잘못되는지도 적어 보세요.

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