光と音の問題

まっすぐな道路を、正面にある切り立ったがけに向かって一定の速さ $20m/s$ で走っている自動車が、ある地点で短く警笛を鳴らしました。自動車はそのまま同じ速さでがけに向かって走り続け、警笛を鳴らしてから $4$ 秒後に、がけではね返ってきた警笛の音を自動車の中で聞きました。音が空気中を伝わる速さを $340m/s$ とします。警笛を鳴らした地点からがけまでの距離は何 m ですか。ただし、音はがけに垂直に当たってまっすぐはね返るものとし、反射音を聞くまでに自動車はがけに着かないものとします。

平らな地面の上に、地面に垂直に切り立った大きな壁がある。壁に垂直な一直線上に、A さんと B さんが立っている。B さんは A さんと壁のあいだにいて、A さんと B さんの距離は $68$ m である。

A さんが短く大きな音を 1 回出したところ、B さんには、A さんから直接届いた音が聞こえ、その $0.6$ 秒後に、壁ではね返ってきた音が聞こえた。音の速さを $340$ m/s とするとき、A さんから壁までの距離は何 m ですか。ただし、音は A さん、B さん、壁を結ぶ直線にそって進み、壁に垂直に当たってはね返るものとし、A さんと B さんは動かないものとする。

平らな地面の上に、たがいに平行に向かい合って切り立った 2 つのがけ A, B がある。2 つのがけのあいだの、がけ A とがけ B を結ぶ直線（がけの面に垂直な直線）上の地点 P に人が立ち、手を 1 回だけ強くたたいた。すると、がけ A ではね返ってきた音が手をたたいてから $0.8$ 秒後に聞こえ、がけ B ではね返ってきた音が手をたたいてから $1.2$ 秒後に聞こえた。

音は空気中を $340$ m/s の一定の速さで、がけ A, B を結ぶ直線にそってまっすぐに進み、がけの面に垂直に当たってはね返るものとする。がけ A とがけ B のあいだの距離は何 m ですか。

海の上に止まっている船が、船の底にある装置から真下に向けて短い音（超音波）を出し、はね返ってきた音を同じ装置で受け取って、海中のようすを調べた。

音を出したところ、真下にいる魚の群れではね返った音が、音を出してから $0.3$ 秒後に装置にもどってきた。また、真下の平らな海底ではね返った音が、音を出してから $0.8$ 秒後に装置にもどってきた。

海水中を音が伝わる速さを $1500$ m/s とするとき、魚の群れと海底のあいだの距離は何 m ですか。ただし、音は装置から真下へまっすぐ進み、はね返って真上へまっすぐもどるものとし、魚の群れは動かず、大きさは考えないものとする。

山で、正面にある切り立ったがけに向かって「ヤッホー」と短く大きな声を出したところ、声を出してから $1.5$ 秒後に、がけではね返ってきた声（こだま）が聞こえました。音が空気中を伝わる速さを $340m/s$ とします。声を出した人からがけまでの距離は何 m ですか。ただし、声を出した人は動かず、音はがけに垂直に当たってまっすぐはね返ってくるものとします。