Как найти расстояние при грозе

Была ли эта статья полезной?

Возможно, вам известен метод, позволяющий узнать, как далеко находится гроза, путем подсчета секунд после удара молнии? В этой короткой статье мы поговорим об этом.

Для тех, кто не знает этот трюк, после прочтения вы узнаете, как быстро оценить расстояние до грозы, а также почему подсчет секунд позволяет оценить расстояние.

Молния и гром

Прежде всего, хотя мы говорим о «расстоянии до грозы», описанный ниже метод используется для оценки расстояния до конкретного удара молнии, необязательно до грозы в целом.

Во время грозы воздушные потоки производят разность электрических зарядов, которые в итоге скапливаются между землей и облаком (и даже частями одного и того же облака).

Эта разность потенциалов может достигать, по некоторым оценкам, миллиарда вольт, и когда потенциал слишком высок, воздух становится ионизированным, и ток на короткое время устанавливается между землей и облаком, образуя проводящий переход, и происходит вспышка молнии.

Молния кратковременна. Проходящий ток нагревает воздух до температуры более 10 000 Кельвинов (в два раза выше температуры поверхности Солнца). Воздух сильно загорается и становится видимым: это молния.

Все еще находясь под действием температуры, нагретый таким образом воздух мгновенно расширяется и вызывает ударную волну, или, другими словами, очень громкий звук — гром.

Таким образом, молния, которая является световой, и гром, который является звуковым, производятся одновременно.

Для нас интересно то, что свет распространяется со скоростью 300 000 000 метров в секунду (1 миллиард км/ч), в то время как звук распространяется со скоростью «всего» 340 метров в секунду (1200 км/ч). Это означает, что свет распространяется в миллион раз быстрее, чем звук.

С точки зрения человеческого восприятия, молния видна сразу, на каком бы расстоянии она ни находилась, а грому требуется несколько секунд, чтобы стать слышимым, в зависимости от расстояния.

Эта разница используется для определения расстояния до места удара молнии.

Оценка расстояния до грозы

За каждую секунду звук проходит 340 метров. Считая количество секунд между молнией и громом, мы подсчитываем, сколько раз в 340 метрах она находится.

Чтобы получить расстояние в метрах, просто посчитайте количество секунд и умножьте его на 340:

расстояние в метрах = секунды × 340

Для простоты можно также считать, что 1 км ~ 3 × 340 метров. Таким образом, каждый раз, когда вы отсчитываете 3 секунды, вы должны отсчитывать 1 км.

И наоборот, если вы разделите количество секунд на 3, вы сразу получите приблизительное расстояние в километрах.

Если считать от 1 до 3 секунд, это означает, что буря находится на расстоянии менее километра…

Заключение

Преобразование длительности в расстояние с учетом заданной скорости (здесь — скорости звука) — это то, что мы делаем регулярно.

Когда мы говорим, что живем в 1 часе езды от Москвы на машине, это означает, что мы находимся в X километрах от Москвы и едем со скоростью автомобиля (возможно, с учетом возможных пробок при подъезде к городу).

То же самое относится и к понятию светового года: «один световой год» соответствует расстоянию: расстоянию, проходимому светом, и, следовательно, примерно одному миллиарду километров в час. Один световой год соответствует примерно 9 400 миллиардам километров.
Таким образом, если свету требуется 1 год, чтобы достичь нас, это означает, что звезда находится на расстоянии 9 400 миллиардов километров.

Можно принять скорость света бесконечной. Тогда расстояние определим по формуле:

S=z*t,

где z — скорость звука в воздухе (в зависимости от условий =330…390 м/с),

t — интервал времени между тем моментом, когда наблюдатель увидел вспышку и моментом, когда услышал звук, в секундах.

Но на самом деле к тому моменту, когда наблюдатель увидел вспышку, звук уже прошел какое-то расстояние. Звук в воздухе приблизительно в 1 000 000 раз медленнее света. Поэтому расстояние, определенное по формуле, можно умножить на 1,000001, чтобы учесть ограниченность скорости света.

Мы знаем, что порой раскаты грома как бы докатываются до нас издалека и звучат приглушенно, а могут обрушиться оглушительным треском, если гроза рядом. Объясняется это просто. Известно, что свет распространяется со скоростью 299 792 км/с, поэтому мы видим молнию практически сразу. Звук же преодолевает расстояние значительно медленнее, и гром мы слышим только спустя некоторое время после вспышки молнии. Чтобы преодолеть расстояние в 1 км, звуку требуется 3 секунды. Поэтому при помощи несложных расчетов можно определить, как далеко от нас находится гроза. Надо лишь посчитать, сколько секунд прошло между вспышкой молнии и раскатом грома, а затем полученное число разделить на 3

Онлайн калькулятор поможет определить расстояние до места удара молнии.

Поскольку скорость света ~300 000 километров в секунду, а скорость звука в зависимости от температуры воздуха и его влажности ~0.344 километра в секунду (при температуре 22°С), образуется временная задержка между вспышкой от молнии и раскатом грома, благодаря которой можно вычислить расстояние от вас до места в которое ударила молния.

Приблизительное расстояние до грозы можно определить и без калькулятора, по времени между вспышкой молнии и раскатом грома разделив количество получившихся секунд на 3 (полученный результат будет в километрах).