Los relámpagos son un fenómeno que ocurre durante una tormenta cuando las corrientes de aire suben y las gotas de agua caen. Como consecuencia de este proceso, las cargas positivas se acumulan en el borde superior de la nube, mientras que las cargas negativas se acumulan cerca del borde inferior de la nube y también cerca del suelo. Esta separación de cargas positivas y negativas da como resultado la creación de rayos. La fórmula del rayo se usa para encontrar la distancia a la que se produce el rayo. Depende de la velocidad del sonido en el aire y del intervalo de tiempo entre el trueno y el relámpago.
Fórmula
La fórmula del rayo está dada por el producto de la velocidad del sonido en el aire y la cantidad de tiempo que ha pasado entre el rayo y el trueno. Se denota con el símbolo d. Su unidad de medida estándar es la misma que la distancia, es decir, metros. Su fórmula dimensional está dada por [M 0 L 1 T 0 ]. También se conoce como la fórmula de la distancia de la tormenta.
d = 343t
Dónde,
- d es la distancia del rayo,
- t es el intervalo de tiempo entre el relámpago y el trueno.
Derivación
La fórmula de iluminación se obtiene usando la fórmula de la distancia recorrida por un objeto.
Supongamos que el sonido viaja una distancia d con una velocidad s en un marco de tiempo de t segundos.
Sabemos que la distancia de un objeto es igual al producto de su velocidad por el tiempo que tarda. Entonces tenemos,
d = st ….. (1)
La velocidad del sonido en el aire es de 343 m/s. Al sustituir el valor de s con 343, la fórmula se convierte en,
d = 343t
Esto deriva la fórmula para la distancia de iluminación.
Problemas de muestra
Problema 1: Calcula la distancia del relámpago si el intervalo de tiempo entre el relámpago y el trueno es de 3 s.
Solución:
Tenemos,
t = 3
Usando la fórmula que obtenemos,
d = 343t
= 343 (3)
= 1029 metros
Problema 2: Calcula la distancia del relámpago si el intervalo de tiempo entre el relámpago y el trueno es de 10 s.
Solución:
Tenemos,
t = 10
Usando la fórmula que obtenemos,
d = 343t
= 343 (10)
= 3430m
Problema 3: Calcula la distancia del relámpago si el intervalo de tiempo entre el relámpago y el trueno es de 7 s.
Solución:
Tenemos,
t = 7
Usando la fórmula que obtenemos,
d = 343t
= 343 (7)
= 2401 metros
Problema 4: Calcula la distancia del relámpago si el intervalo de tiempo entre el relámpago y el trueno es de 12 s.
Solución:
Tenemos,
t = 12
Usando la fórmula que obtenemos,
d = 343t
= 343 (12)
= 4116 metros
Problema 5: Calcula el intervalo de tiempo entre el relámpago y el trueno si la distancia del rayo es de 1000 m.
Solución:
Tenemos,
d = 1000
Usando la fórmula que obtenemos,
d = 343t
=> t = d/343
=> t = 1000/343
=> t = 2,9155 s
Problema 6: Calcula el intervalo de tiempo entre el relámpago y el trueno si la distancia del rayo es de 600 m.
Solución:
Tenemos,
s = 343
re = 600
Usando la fórmula que obtenemos,
d = 343t
=> t = d/343
=> t = 600/343
=> t = 1,7493 s
Problema 7: Calcula el intervalo de tiempo entre el relámpago y el trueno si la distancia del rayo es de 1500 m.
Solución:
Tenemos,
s = 343
d = 1500
Usando la fórmula que obtenemos,
d = 343t
=> t = d/343
=> t = 1500/343
=> t = 4.373 s