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雷の速度、音と光から距離を計算する方法と雷の威力について


雷は落ちる距離によって光と音の速度の差から光ってから送れて音が聞こえてくるのを知っている人も多いと思いますが、その光と音の時間差から下記の式で落雷地点の距離を計算する事ができます。

落雷地点までの距離(m)= 340(m/秒)×光ってから音が聞こえるまでの時間(秒)

簡単に言うと光ってから音が聞こえるまでの間を秒計算しているわけです。
「340」をカケるのは雷が光ってから音が伝わるまで1秒ごとに340m離れている事になるためです。

例えば光ってから5秒後に音が聞こえれば5×340で1700m離れている事になります。

ただし、この計算ができない雷の距離というのもあります。

それは落雷距離が遠すぎる場合です。

なぜなら音が聞こえるのは、通常10kmぐらいまのためそれ以上とおいと雷が光っても音が聞こえないという事があり、その場合、計算できないのです。

ちなみに雷の距離を計算するのに光の速度を知る必要はないですが、光の速度は時速約10億8000万kmとされています。
これは秒速にすると30万 kmも進む事になります。

これがどれくらい速いか、というのは学校で先生に聞いた人も多いかもしれませんが、1秒間に地球を7.5周もするくらいの速さなのです。


雷はどれくらい強力なのか、雷の威力について

通常、電気というと電線を通って家庭などで利用されているものですが、なぜ電線を通すかというと、家庭などで使われている電気はそこまで強くないため、電線という電気を通しやすいものを使わないといけないのです。

それに対して雷は非常に強力であるため、ふつう電気を通さない空気中でも強引に流れています。
しかも、目にはっきり光が見えるほどなのです、かなり強力です。

昔、雨の中サッカーの試合をしていた選手がグラウンドに雷が落ちて、水分を通して身体に電流が流れてしまった大事故がありましたが、雷は強力なために人体に流れるとただではすみません。

また、建物に落ちた場合でも物質によっては建物を破壊するほどです。

ただ、雷自体は危険ですが、雷の光自体は太陽光のように直接見て目に害があるというほどの光ではありません。


雷の速度、音と光から距離を計算する方法の応用

打ち上げ花火の光が見えてから2秒後に音が聞こえてきた場合、打ち上げ場所からどれだけ離れているでしょうか。

音の速さは1秒間に約340mですから、2秒でその倍、約680m離れている事になります。

このように音の速さが秒速340mである事を覚えておけば、計算式を書かなくても1秒=340m、2秒=680m、3秒=1020m、と数秒であれば暗算できます。

実際には2.何秒とか少数もあるでしょうが、だいたいであればそこまで計算しなくてもいいのでわかるようになるでしょう。

当然、光ってから音が鳴るまでの時間が短いほど雷の距離が近いわけですので危険と言えます。

ただ、一つ、音の速度は温度によって若干の違いがあります。
実際には温度が高いほど少し早くなるわけですが、音速の秒速約340mというのは15度での話です。

これが摂氏0度で331mとなり、1度上がるごとに0.6m早くなっていきます。

あとは、光は大抵空に見えると思います。
という事は、実際に計算しているのは水平距離ではなく自分がいる位置からななめ上の距離である事も重要です。

ちなみにどれくらい離れていれば安全なのか、というのは一概には言えませんが、雷の音が聞こえる距離の時点で危ないので建物内に入ったほうがいいという説もあります。



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