Номер 4, страница 355 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Авторы: Касьянов В. А.
Тип: Учебник
Издательство: Просвещение
Год издания: 2021 - 2025
Уровень обучения: углублённый
Цвет обложки: белый самолет и молнии изображены
ISBN: 978-5-09-103621-3
Популярные ГДЗ в 10 классе
Задачи. Параграф 75. Высота звука. Эффект Доплера. 13. Механические волны. Акустика. Молекулярная физика - номер 4, страница 355.
№4 (с. 355)
Условие. №4 (с. 355)
скриншот условия

4. Мотоциклист, движущийся со скоростью 200 км/ч, подаёт звуковой сигнал частотой 500 Гц при обгоне автомобиля, имеющего скорость 90 км/ч. Сигнал какой частоты услышит водитель автомобиля?
Решение. №4 (с. 355)
Дано:
Скорость мотоциклиста (источника), $v_s = 200$ км/ч
Скорость автомобиля (приёмника), $v_p = 90$ км/ч
Частота звукового сигнала, $f = 500$ Гц
Скорость звука в воздухе, $c = 343$ м/с (стандартное значение)
Перевод всех данных в систему СИ:
$v_s = 200 \text{ км/ч} = 200 \cdot \frac{1000 \text{ м}}{3600 \text{ с}} = \frac{500}{9} \text{ м/с} \approx 55,56 \text{ м/с}$
$v_p = 90 \text{ км/ч} = 90 \cdot \frac{1000 \text{ м}}{3600 \text{ с}} = 25 \text{ м/с}$
Найти:
Частоту сигнала, которую услышит водитель автомобиля, $f'$.
Решение:
Для решения этой задачи используется формула эффекта Доплера, которая описывает изменение частоты волны, воспринимаемой наблюдателем (приёмником), из-за относительного движения источника и приёмника.
Общая формула эффекта Доплера для звука имеет вид:
$f' = f \frac{c \pm v_p}{c \mp v_s}$
где $f'$ – воспринимаемая частота, $f$ – частота источника, $c$ – скорость звука в среде, $v_p$ – скорость приёмника, $v_s$ – скорость источника.
Знаки в формуле выбираются по следующему правилу: в числителе ставится знак «+», если приёмник движется навстречу источнику, и «-», если удаляется от него. В знаменателе ставится знак «-», если источник движется навстречу приёмнику, и «+», если удаляется.
В условии задачи мотоциклист (источник) догоняет автомобиль (приёмник). Оба движутся в одном направлении. Мотоциклист находится сзади, поэтому он приближается к автомобилю. Автомобиль, находясь впереди, удаляется от источника звука.
Исходя из этого:
Для скорости приёмника $v_p$ в числителе выбираем знак «минус», так как приёмник (автомобиль) удаляется от источника.
Для скорости источника $v_s$ в знаменателе выбираем знак «минус», так как источник (мотоциклист) приближается к приёмнику.
Таким образом, расчётная формула для данного случая принимает вид:
$f' = f \frac{c - v_p}{c - v_s}$
Подставим числовые значения в систему СИ в полученную формулу:
$f' = 500 \text{ Гц} \cdot \frac{343 \text{ м/с} - 25 \text{ м/с}}{343 \text{ м/с} - \frac{500}{9} \text{ м/с}}$
Выполним вычисления:
$f' = 500 \cdot \frac{318}{343 - 55,55...} = 500 \cdot \frac{318}{\frac{3087 - 500}{9}} = 500 \cdot \frac{318 \cdot 9}{2587}$
$f' = 500 \cdot \frac{2862}{2587} \approx 500 \cdot 1,1063 \approx 553,15 \text{ Гц}$
Полученный результат показывает, что воспринимаемая частота выше исходной. Это логично, так как расстояние между источником и приёмником сокращается.
Ответ: водитель автомобиля услышит сигнал частотой примерно 553,15 Гц.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения номер 4 расположенного на странице 355 к учебнику 2021 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №4 (с. 355), автора: Касьянов (Валерий Алексеевич), ФГОС (старый) углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.