Номер 6.45, страница 135 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Колебания и волны. Глава 6. Волны. Механические волны - номер 6.45, страница 135.

Условие.

6.45. В каком случае колебания камертона затухают быстрее — когда камертон держат в руках или когда камертон установлен на резонаторном ящике?

Решение.

Колебания камертона затухают из-за потерь энергии. Эта энергия расходуется на совершение работы против сил сопротивления (например, сопротивления воздуха) и на излучение звуковых волн. Скорость затухания колебаний напрямую зависит от того, насколько быстро расходуется их энергия.

1. Когда камертон держат в руках: Ветви камертона имеют малую площадь поверхности, поэтому они приводят в колебание небольшой объем воздуха, создавая относительно тихий звук. Это означает, что энергия на излучение звука тратится медленно. Часть энергии также передается руке и поглощается ею, но рука не является эффективным резонатором, поэтому этот канал потерь энергии также не очень велик. В результате общие потери энергии невелики, и колебания затухают медленно.

2. Когда камертон установлен на резонаторном ящике: Резонаторный ящик специально сконструирован так, чтобы его собственная частота колебаний совпадала с частотой камертона. Благодаря явлению резонанса, камертон, вибрируя, эффективно передает свою энергию ящику. Ящик, имея большую поверхность, заставляет колебаться значительно больший объем воздуха, чем ветви самого камертона. Это приводит к излучению гораздо более громкого звука. Громкий звук означает большую мощность звуковой волны, то есть более интенсивный расход энергии в единицу времени. Поскольку энергия колебаний расходуется гораздо быстрее, они и затухают значительно быстрее.

Таким образом, резонаторный ящик усиливает звук, но делает это за счет более быстрого расходования начальной энергии, сообщенной камертону.

Ответ: Колебания камертона затухают быстрее, когда он установлен на резонаторном ящике.