光と音の問題

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、たがいに平行な 2 つの大きなかべ A と B が向かい合って立っている。太郎さんは、かべ A とかべ B の間で、2 つのかべに垂直な一直線上の点 P に立ち、手を 1 回たたいた。

すると、手をたたいてから 0.4 秒後に、かべ A ではね返ってきた音が聞こえ、手をたたいてから 1.0 秒後に、かべ B 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、かべ A とかべ B の間の距離は何 m ですか。ただし、音はかべで 1 回だけはね返って太郎さんに届いたものとし、太郎さんは動かないものとする。

まっすぐな道路の先に、道路に垂直に切り立ったがけがある。自動車が、この道路をがけに向かって一定の速さ $20$ m/s で一直線に走っている。運転手は、ある地点 P で短く警笛を鳴らし、警笛の音ががけではね返ってきた音を、警笛を鳴らしてから $3.0$ 秒後に聞いた。自動車はその間も同じ速さで走り続けていた。

音が空気中を伝わる速さを $340$ m/s とするとき、地点 P からがけまでの距離は何 m ですか。ただし、風はなく、警笛を鳴らす位置と音を聞く位置は自動車の同じ場所とし、音はがけで一度だけはね返るものとする。

音の速さを調べるために、校舎の平らな壁から $119$ m はなれた校庭の地点 P に立ち、壁に向かって木の板を 1 回打ち鳴らした。板の音が壁ではね返って地点 P にもどってくるまでの時間をはかったところ、打ち鳴らしてから $0.7$ 秒後に、はね返ってきた音が聞こえた。

音は壁の面に垂直な直線にそって、地点 P と壁のあいだをまっすぐに往復したものとする。この実験の結果から求められる、空気中を伝わる音の速さは何 m/s ですか。

広く平らな地面の上に、地面に垂直に切り立った、まっすぐで大きなかべがある。A さんと B さんは、かべに平行な 1 本の直線上に、たがいに $102$ m はなれて立っている。A さんと B さんは、かべから同じ距離のところにいる。

A さんが手を 1 回強くたたいたところ、B さんには、A さんから直接伝わってきた音が聞こえたあと、かべではね返ってきた音が聞こえた。直接伝わってきた音が聞こえてから、かべではね返ってきた音が聞こえるまでの時間は $0.2$ 秒であった。

A さんと B さんがいる直線からかべまでの距離は何 m ですか。ただし、音の伝わる速さは $340$ m/s とし、音はかべで反射するとき、光の反射と同じように入射角と反射角が等しくなるようにはね返るものとする。地面での音の反射は考えず、真上から見た図（水平な面）の上だけで考えるものとする。