超音速列车的速度

2020-11-26 08:57
小学生学习指导(高年级) 2020年9期
关键词:传播速度音速超音速

据报道,2007年,美国麻省理工学院曾试验研制“行星列车”——地下真空磁悬浮超音速列车,它最高设计时速为2.25 万千米,是音速的20 倍,横穿美国大陆只需21 分钟,而一般喷气式飞机则需要5小时。

这项计划要求首先在地下挖出隧道,铺设两根至四根直径为12 米的管道,然后抽出管道中的空气,使其接近真空状态,最后再用超导方式驾驶磁悬浮列车。工程的费用庞大,一旦建成,可坐收其利。因为在极低温的超导状态下,电力几乎没有损耗,列车减速时的剩余电力还可得到还原利用,行驶列车所需的能量只是飞机的2%~3%,还不会产生噪声、废气和超音速飞机所带来的冲击波。

根据以上数据,请你算一算:声音的时速是多少?如果乘坐这种磁悬浮超音速列车,那么从北京到上海(1500 多千米),大约用多少分钟?

思路点睛:由题意“最高设计时速为2.25 万千米,是音速的20 倍”,我们可以算出音速是2.25÷20=0.1125(万千米/时),0.1125 万千米=1125 千米,也就是说,音速每小时大约是1125千米。

因为1 小时是60 分钟,那么声音每分钟的传播速度就是1125÷60=18.75(千米),每秒的传播速度是18.75÷60=0.3125(千米),0.3125 千米=312.5 米,即音速大约是312.5 米/秒。空气中的音速在1 个标准大气压和15℃的条件下约为340 米/秒,我们计算的结果与此略有差异,因为都是大约数字嘛。

如果乘坐这种磁悬浮超音速列车,从北京到上海1500 多千米的路程,大约用多少分钟呢?

计算一下,1500÷22500≈0.07(时),0.07时≈4.2分,即大约4分钟就能到达,这种速度真是非常快了。

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