Номер 1, страница 4 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Основные положения молекулярно-кинетической теории строения вещества. Агрегатные состояния вещества. Смачивание и несмачивание. Капиллярные явления - номер 1, страница 4.

Условие.

1. Если необходимо вынести из тёплого помещения на холод музыкальные инструменты, рекомендуется несколько уменьшить натяжение их струн. Почему?

Решение.

1. Это связано с физическим явлением теплового расширения, а точнее, сжатия тел при охлаждении. Когда музыкальный инструмент переносят из теплого помещения на холод, и его корпус, и струны охлаждаются и, как следствие, уменьшаются в размерах (сжимаются).

Струны, как правило, изготавливаются из металла, а корпус инструмента — из дерева. Коэффициент линейного теплового расширения у металлов обычно выше, чем у дерева. Это означает, что при одинаковом понижении температуры металлические струны стремятся укоротиться на большую величину, чем сжимается деревянный корпус.

Поскольку струны жестко закреплены на корпусе инструмента, их сжатие при охлаждении приводит к значительному увеличению силы их натяжения. Этот процесс можно представить так, как будто кто-то сильнее накручивает колки, натягивая струны.

Чрезмерное увеличение натяжения опасно по нескольким причинам:

• Повреждение струн: струна может не выдержать возросшей нагрузки и лопнуть.
• Повреждение инструмента: избыточное натяжение создает дополнительную нагрузку на конструкцию инструмента. Это может привести к деформации грифа, повреждению деки или отрыву подставки (бриджа), особенно у акустических и струнно-смычковых инструментов.
• Нарушение строя: частота колебаний струны $\text{f}$ напрямую зависит от силы её натяжения $\text{T}$. При увеличении натяжения строй инструмента "поползет" вверх, то есть все ноты станут звучать выше.

Чтобы избежать этих негативных последствий, рекомендуется заранее ослабить натяжение струн. Эта мера компенсирует последующее увеличение натяжения, которое произойдет из-за охлаждения, и защищает инструмент от повреждений.

Ответ: При охлаждении материалы сжимаются. Металлические струны сжимаются сильнее, чем деревянный корпус инструмента, что приводит к резкому увеличению их натяжения. Это может вызвать разрыв струн или повреждение самого инструмента. Чтобы предотвратить это, натяжение струн предварительно ослабляют.