Номер 1761, страница 206 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

9 класс. Механические колебания и волны. 62. Звуковые колебания. Скорость звука. Отражение звуковых волн. Звуковой резонанс - номер 1761, страница 206.

Решение.

Решение

Увеличение громкости звучания камертона при накрывании одной из его ветвей стаканом объясняется явлением акустического резонанса и устранением так называемого "акустического короткого замыкания".

1. Устранение акустического короткого замыкания. Две ветви (ножки) камертона колеблются в противофазе. Это означает, что когда одна ветвь движется наружу, создавая область повышенного давления (сжатие воздуха), другая ветвь движется внутрь, создавая область пониженного давления (разрежение). Поскольку ветви расположены близко друг к другу, волны сжатия и разрежения, исходящие от них, частично гасят друг друга. В результате интенсивность звука, излучаемого камертоном в открытом пространстве, оказывается небольшой. Когда мы накрываем одну ветвь стаканом, мы изолируем её звуковое поле от поля другой ветви, тем самым предотвращая их взаимную компенсацию.

2. Акустический резонанс. Столб воздуха, заключенный в стакане, представляет собой резонатор. Как и любая колебательная система, он имеет собственную частоту колебаний, которая зависит от его размеров (в данном случае, в основном от высоты стакана). Когда частота колебаний ветви камертона совпадает или очень близка к собственной частоте колебаний столба воздуха в стакане, возникает резонанс. При резонансе происходит эффективная передача энергии от колеблющейся ветви камертона к воздуху в стакане. Амплитуда колебаний воздуха резко возрастает, что приводит к значительному увеличению громкости звука. Стакан в данном случае работает как усилитель звука для одной из ветвей.

Таким образом, сочетание этих двух факторов приводит к тому, что звук становится заметно громче.

Ответ: Камертон звучит громче, потому что стакан изолирует одну колеблющуюся ветвь от другой, предотвращая взаимное гашение звуковых волн (устраняет "акустическое короткое замыкание"), и, что более важно, столб воздуха внутри стакана действует как резонатор, который вступает в резонанс с колебаниями камертона и многократно усиливает их, что воспринимается как увеличение громкости.