音の速さは秒速約３４０ｍと習う理由

音が空気中を伝わるとき、音の速さ（秒速）は、気温をtとすると、３３１.５＋０.６ｔ（ｍ/秒）の公式で表わされます。

気温が０度のときの音の速さは３３１.５ｍ/秒であり、温度が１度上昇するごとに秒速０.６ｍずつ速くなるという意味です。（気温が高いほど、空気の分子の運動が活発になり、空気の振動として伝わる音の速さは速くなります。）

この公式に、平均的な気温である１５度を代入してみましょう。３３１.５＋０.６×１５＝３３１.５＋９＝３４０.５（ｍ/秒）になります。
理科の問題集で、「音の速さは約３４０ｍ/秒である」と書かれているのはそういう意味です。

３３１.５＋０.６ｔの公式は、中学校の理科ではほとんど出てきませんが、理科で大切な、『なぜか』を押さえるためにも、知っておいたほうがよいと思います。

音の空気中を伝わる速さを約３４０ｍ/秒だとします。これを知った上で、音の速さに関する問題を考えてみましょう。


よく出る基本的な問題

１、光の速さは秒速約３０万ｋｍ（地球の周囲の７周半の長さ）で、光源から出た光はほとんど時間差なしに目に届きます。雷が光ってから２秒後に雷の音が聞こえました。雷が落ちた地点は何ｍ離れていますか。

解き方：音の秒速は３４０ｍ/秒、１秒間に音が進む距離は３４０だから、３４０×２＝６８０ｍ

２、音が水中を伝わる速さは空気中より速く、約１５００ｍ/秒です（水の分子は空気の分子より緊密なため、振動が速く伝わります）。船から出した音が海底で反射して、０.５秒で再び船で聞くことができました。海底の深さは何ｍですか。

解き方：１５００×０.５＝７５０ｍ。ところがこの場合、船から海底に伝わり、それが、海底から船まで、もどってきたわけだから、この７５０ｍは船と海底との距離の２倍である。したがって、海底の深さは７５０÷２＝３７５ｍ。

３、上空に打ち上げられた花火が開くのが見えてから２秒後に花火のドンという音が聞こえた。花火が開いた地点までの距離が７００ｍだったとすると、音の伝わる速さは何ｍ/秒か。

解き方：音の速さは約３４０ｍ/秒と習いますが、その数値を知らないものとして、音の速さを実験や計算で求めさせる問題も出ます。

この場合、数学の速さを求める公式、速さ＝距離÷時間を理科でも使います。
理科の本には、音の速さ＝音源までの距離÷音が伝わる時間と、新しい公式のように書かれていますが、速さ＝距離÷時間の式をしっかり覚えて使えたら大丈夫です。また、理科では単位が非常に重要ですが、この場合の単位はｍを秒でわるのでｍ/秒です。

７００÷２＝３５０ｍ/秒

覚えた３４０ｍ/秒に近い数値が出たので、多分合っているだろうと見当がつけられます。


やや複雑な問題













（１）Ａ先生がスタート用ピストルを撃ち、Ｂ君がその煙を見てから０.２５秒に号砲の音が聞こえた。このときの音の速さは何ｍ/秒か。

（２）Ｃさんは、煙を見た後０.６秒後に号砲を聞いた。Ｂ君とＣさんは何ｍ離れているか。

（３）Ｂ君が最初に号砲の音を聞き、さらに校舎にはね返って反射したきた号砲の音を聞くまでに何秒かかったか。

解き方：

（１）Ａ先生とＢ君の距離は８５ｍだから、速さ＝距離÷時間より、８５÷０.２５＝３４０ｍ/秒

（２）Ａ先生からＣさんまでの距離は、３４０×０.６＝２０４ｍ。これからＡ先生とＢ君の距離をひいて、２０４－８５＝１１９ｍ

または、Ｂ君とＣさんの時間差は０.６－０.２５＝０.３５秒。３４０×０.３５＝１１９ｍ

（３）Ｂ君が２度目に校舎に反射した音を聞くまでに音の進む距離は、１７０＋１７０＋８５＝４２５ｍ。
４２５ｍ音が進むのにかかる時間は、４２５÷３４０＝１.２５秒。
この１.２５秒から、最初の音が聞こえるまでの０.２５秒をひいて、１.２５－０.２５＝１秒




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