未来の得点力へ！高校物理問題演習「音速と温度、動く船の反響音の計算」【高校物理対応】

今回の問題

この問題のテーマは「音速と温度の関係、および反響音の計算」です。
問題を解く上で鍵となる物理法則や概念は以下の通りです。

音速と温度の関係：空気中の音速は、温度の1次関数として近似できること。
距離・速さ・時間の関係：物理学の基本である \((\text{距離}) = (\text{速さ}) \times (\text{時間})\) の関係式。
反響音（やまびこ）：音が物体に反射して戻ってくる現象。音源や観測者が動いている場合は、その移動距離を考慮する必要がある。

基本的なアプローチは以下の通りです。

(1)では、問題文で与えられた2つの温度と音速のデータから、音速が温度の1次関数であることを利用して、15℃における音速を計算します。
(2)では、(1)で求めた音速を使い、汽笛が発せられてから反響音が聞こえるまでの4.0秒間に「音が進んだ距離」と「船が進んだ距離」の関係を考え、方程式を立てて岸壁までの距離を求めます。

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