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題目:蝙蝠的飛行,是利用其發出的聲波來判別它與物體的相對位置與距離,如果超聲波傳波的速度是310m/sec,而蝙蝠接收到反射波後的反應時間 0.3秒;則一隻以每秒10m等速度直線飛行的蝙蝠,必須與障礙物至少保持多少距離,才不會撞到障礙物?

A: 3.2m

過去曾遇過這個題目的學生一定會很有印象,而這也是補習班學生最近問我的一個題目。詳解如下



上圖是一隻蝙蝠,如果考慮蝙蝠的飛行速度,反應時間。
0.3
× 10 = 3 (公尺)
蝙蝠一定要在3公尺處聽到回聲。
大部分的學生算到這裡就停下來了,開心的選了答案中的3公尺就註定了會失敗。
蝙蝠聽到的回聲一定是更早之前自己發出來的,這也要考慮進去。

上圖中藍色線段代表蝙蝠發出的聲波
,黑色線段代表回聲,紅色線段代表蝙蝠飛行的時間
計算如下:
設蝙蝠發出聲波到接收到時間為t秒
(310t - 10t)/2 = 3 (310t是聲波走的距離,也就是;10t是蝙蝠的飛行距離,也就是
可以解出 t = 0.02秒,這段時間內蝙蝠飛行了0.2公尺。
加上原本得到的3公尺就是正解3.2公尺


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