Flexon hat folgende Idee zur näherungsweisen Bestimmung der Schallgeschwindigkeit:
Sein Freund (F) stellt sich am Start einer \({100\,{\rm{m}}}\)-Bahn mit einer Startklappe (zwei Halbkreise aus Holz, die mit lautem Knall zusammengeschlagen werden) auf. Flexon (S) stellt sich am Ziel der \({100\,{\rm{m}}}\)-Bahn mit einer Hand-Stoppuhr auf.
a)Erkläre, wie die beiden vorgehen können, um einen Näherungswert für die Schallgeschwindigkeit \({c_{\rm{S}}}\) zu erhalten.
b)Erläutere, welche Tatsachen dazu führen, dass mit der beschriebenen Methode nur ein Näherungswert für die Schallgeschwindigkeit \({c_{\rm{S}}}\) ermittelt werden kann.
a)Der Freund schlägt die beiden Halbkreise zusammen. Im Augenblick des Zusammentreffens schaltet Flexon die Stoppuhr ein.
Wenn Flexon kurze Zeit später den Knall hört, schaltet er die Uhr aus.
Die gemessene Zeitspanne \(\Delta t\) ist ungefähr die Zeit, die der Schall zum Zurücklegen der Strecke von \(100\,{\rm{m}}\) benötigt. Für die Schallgeschwindigkeit \({c_{\rm{S}}}\) gilt dann näherungsweise \[{c_{\rm{S}}} \approx \frac{{100\,{\rm{m}}}}{{\Delta t}}\]
b)Ein Fehler bei obiger Berechnung ist, dass die Reaktionszeiten von Flexon beim Ein- und Ausschalten nicht berücksichtigt sind.
Außerdem geht in die obige Abschätzung nicht ein, dass das Lichtsignal, welches beim Zusammentreffen der beiden Halbkreise ausgesandt wird, auch eine bestimmte (wenn auch extrem kurze) Zeit benötigt, um zu Flexon zu gelangen.
