Номер 36.7, страница 134 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

Глава 5. Механические колебания и волны. Параграф 36. Волны - номер 36.7, страница 134.

Условие.

36.7 [Д. 107] Почему вращение настольного вентилятора в вертикальной плоскости создает упругие волны в горизонтальном направлении, в отличие от обруча, вращающегося в той же плоскости?

Решение 3.

Решение 4.

Решение 5.

Решение 7.

Различие в создании упругих волн настольным вентилятором и обручем при вращении в одной и той же плоскости объясняется их принципиально разной конструкцией и аэродинамическими свойствами.

Настольный вентилятор. Лопасти вентилятора имеют специальную изогнутую форму и расположены под углом к плоскости вращения. Такая конструкция (аэродинамический профиль) приводит к тому, что при вращении лопасти создают разность давлений между своими передней и задней поверхностями. В результате вентилятор активно отбрасывает воздух в определённом направлении, создавая воздушный поток. Процесс движения лопастей в воздухе вызывает периодические локальные изменения давления: перед каждой лопастью образуется область сжатия (повышенного давления), а за ней — область разрежения (пониженного давления). Эти чередующиеся области сжатия и разрежения распространяются в окружающей среде (воздухе) от своего источника. В направлении, перпендикулярном плоскости вращения (то есть в горизонтальном направлении для вентилятора, вращающегося в вертикальной плоскости), эти распространяющиеся колебания давления и представляют собой упругие (звуковые) волны. Именно их мы воспринимаем как характерный гул работающего прибора.

Обруч. Обруч, в свою очередь, имеет простую симметричную форму, которая не предназначена для активного взаимодействия с воздухом. При вращении его тонкий обод «разрезает» воздух, создавая лишь незначительные и быстро затухающие завихрения в непосредственной близости. Он не способен создать направленный поток воздуха и, что самое главное, не генерирует значительных периодических колебаний давления, которые могли бы сложиться в когерентную упругую волну, распространяющуюся на заметное расстояние.

Таким образом, ключевым фактором является наличие у вентилятора аэродинамически спрофилированных лопастей, специально предназначенных для перемещения воздушных масс, что побочно порождает мощные звуковые волны. У обруча такая функциональная особенность отсутствует.

Ответ: Вентилятор создает упругие волны благодаря специальной аэродинамической форме лопастей, которые при вращении создают направленный поток воздуха и вызывают в нем периодические области сжатия и разрежения. Эти упорядоченные колебания давления распространяются в пространстве как упругие (звуковые) волны. Обруч же имеет простую форму, которая не приводит к созданию значительных и периодических изменений давления в воздухе, поэтому он не является источником интенсивных упругих волн.