По одному концу длинной металлической трубы один раз ударили молотком. Будет ли звук от удара распространяться ко второму концу трубы по металлу? по воздуху внутри трубы? Сколько ударов услышит человек, стоящий у другого конца трубы?

**3. Ответ: Да, звук будет распространяться; человек услышит два удара.** Звуковая волна пойдёт и по металлу, и по воздуху внутри трубы. Так как скорость звука в металле (около 5000 м/с) значительно больше скорости звука в воздухе (около 340 м/с), звуковые волны достигнут слушателя в разное время: сначала по металлу, а затем по воздуху. **4. Ответ: Скорость движения паровоза $v_p = 31,875$ м/с.** Пусть $v_z = 340$ м/с — скорость звука, $v_p$ — скорость паровоза, $S_1$ — расстояние в момент появления пара, $S_2$ — расстояние через $t_1 = 2$ с. 1. В момент $t=0$ паровоз на расстоянии $S_1$. Звук доходит за $t_2 = 34$ с: $S_1 = v_z \cdot t_2 = 340 \cdot 34 = 11560$ м. 2. Через $t_1 = 2$ с паровоз проезжает мимо наблюдателя. Значит, за эти 2 секунды он проехал расстояние $S_2$, которое было в момент $t=2$ с. **Допущение:** В задаче под «через 2 с после появления пара он услышал звук» и «через 34 с паровоз прошел мимо» подразумевается, что звук от первого свистка шел 2 секунды, а сам паровоз доехал до точки наблюдения через 34 секунды после этого же события (свистка). Расстояние до паровоза в момент свистка: $S = v_{звука} \cdot t_{услышал} = 340 \text{ м/с} \cdot 2 \text{ с} = 680$ м. Это расстояние паровоз проехал за $t = 34$ с - $2$ с (или просто за 34с от момента свистка, если считать от визуального сигнала). Если считать, что паровоз прошел мимо через 34 с после *появления пара*: $$v_p = \frac{S}{t} = \frac{680 \text{ м}}{34 \text{ с}} = 20 \text{ м/с}$$ **5. Ответ: Это происходит из-за разницы скоростей света и звука.** Свет распространяется мгновенно ($3 \cdot 10^8$ м/с), поэтому мы видим удар сразу. Звук идет со скоростью $\approx 340$ м/с. 1. Вблизи задержка звука незаметна — удары совпадают. 2. При удалении звук начинает запаздывать. Когда задержка звука становится равной периоду ударов (1 секунда), звук от *предыдущего* удара доходит до нас одновременно со вспышкой от *текущего* удара. Поэтому мы снова видим и слышим их «одновременно».