УПРАЖНЕНИЕ 36 1. Может ли звук сильного взрыва на Луне быть слышен на Земле? Ответ обоснуйте. 2. Если к концам нити привязать по половинке мыльницы, то с помощью такого телефона можно переговариваться даже шёпотом, находясь в разных комнатах. Объясните явление. 3. Определите скорость звука в воде, если источник, колеблющийся с периодом 0,002 с, возбуждает в воде волны длиной 2,9 м. 4. Звуковая волна распространяется в стали со скоростью 5000 м/с. Найдите частоту этой волны, если длина волны равна 16,06 м. 5. Определите длину звуковой волны частотой 725 Гц в воздухе, в воде и в стекле. 6. По одному концу длинной металлической трубы один раз ударили молотком. Объясните, почему у другого конца трубы был слышен двойной удар. 7. Наблюдатель, стоящий около прямолинейного участка железной дороги увидел пар над свистком идущего вдали паровоза. Через 2 с по явления пара он услышал звук свистка, а через 34 с паровоз протёл мимо наблюдателя. Определите скорость движения паро-воз

УПРАЖНЕНИЕ 36

1. Может ли звук сильного взрыва на Луне быть слышен на Земле? Ответ обоснуйте.

Нет, звук сильного взрыва на Луне не может быть слышен на Земле. Звук нуждается в среде (например, воздух, вода, твёрдое тело) для распространения, а между Луной и Землёй вакуум, в котором звук не распространяется.

2. Если к концам нити привязать по половинке мыльницы, то с помощью такого телефона можно переговариваться даже шёпотом, находясь в разных комнатах. Объясните явление.

Звуковые колебания передаются по натянутой нити от одной мыльницы к другой. Нить служит средой для распространения звука, позволяя передавать колебания даже шёпотом на небольшие расстояния.

3. Определите скорость звука в воде, если источник, колеблющийся с периодом 0,002 с, возбуждает в воде волны длиной 2,9 м.

Дано: T = 0,002 с λ = 2,9 мРешение:

$$v = \frac{λ}{T} = \frac{2.9 \text{ м}}{0.002 \text{ с}} = 1450 \text{ м/с}$$

Ответ: 1450 м/с

4. Звуковая волна распространяется в стали со скоростью 5000 м/с. Найдите частоту этой волны, если длина волны равна 16,06 м.

Дано: v = 5000 м/с λ = 16,06 м

Решение:

$$f = \frac{v}{λ} = \frac{5000 \text{ м/с}}{16.06 \text{ м}} ≈ 311.33 \text{ Гц}$$

Ответ: ≈ 311.33 Гц

5. Определите длину звуковой волны частотой 725 Гц в воздухе, в воде и в стекле.

Дано: f = 725 Гц v(воздух) = 340 м/с v(вода) = 1450 м/с v(стекло) = 5000 м/с (приближённо)

Решение:

• Длина волны в воздухе:

$$λ_{воздух} = \frac{v_{воздух}}{f} = \frac{340 \text{ м/с}}{725 \text{ Гц}} ≈ 0.469 \text{ м}$$

• Длина волны в воде:

$$λ_{вода} = \frac{v_{вода}}{f} = \frac{1450 \text{ м/с}}{725 \text{ Гц}} ≈ 2.00 \text{ м}$$

• Длина волны в стекле:

$$λ_{стекло} = \frac{v_{стекло}}{f} = \frac{5000 \text{ м/с}}{725 \text{ Гц}} ≈ 6.90 \text{ м}$$

Ответ: λ(воздух) ≈ 0.469 м, λ(вода) ≈ 2.00 м, λ(стекло) ≈ 6.90 м

6. По одному концу длинной металлической трубы один раз ударили молотком. Объясните, почему у другого конца трубы был слышен двойной удар.

Двойной удар слышен из-за того, что звук распространяется по металлу с разной скоростью: один звук идёт непосредственно через металл трубы, а другой — через воздух внутри трубы. Поскольку скорость звука в металле выше, чем в воздухе, звук, распространяющийся через металл, достигает другого конца трубы раньше, чем звук, распространяющийся через воздух, создавая эффект двойного удара.

7. Наблюдатель, стоящий около прямолинейного участка железной дороги увидел пар над свистком идущего вдали паровоза. Через 2 с по явления пара он услышал звук свистка, а через 34 с паровоз протёл мимо наблюдателя. Определите скорость движения паро-воз

Дано: t1 = 2 с (время до звука) t2 = 34 с (время до прибытия паровоза) vзвука = 340 м/с (приблизительная скорость звука в воздухе)

Решение:

Сначала определим расстояние до паровоза в момент свистка:

$$S = v_{звука} \cdot t_1 = 340 \text{ м/с} \cdot 2 \text{ с} = 680 \text{ м}$$

Теперь определим скорость движения паровоза:

$$v_{паровоза} = \frac{S}{t_2} = \frac{680 \text{ м}}{34 \text{ с}} = 20 \text{ м/с}$$

Ответ: 20 м/с