Номер 3.4, страница 16 - гдз по физике 9 класс задачник Артеменков, Ломаченков

III. Звук - номер 3.4, страница 16.

Условие.

3.4 О приближении поезда ещё до его появления можно узнать, приложив ухо к рельсу. Объясните почему.

Решение.

Решение

Это явление объясняется различием в скорости распространения звука в разных средах: в воздухе и в стали, из которой сделаны рельсы.

Движущийся поезд создаёт шум и вибрации. Эти звуковые волны распространяются во все стороны от источника. К наблюдателю, находящемуся на расстоянии от поезда, звук приходит по двум основным путям: через воздух и через железнодорожные рельсы.

Скорость распространения звука зависит от плотности и упругости среды. В твёрдых телах, таких как сталь, частицы расположены близко друг к другу и сильно взаимодействуют, поэтому колебания передаются очень быстро. В газах, как например в воздухе, частицы находятся далеко друг от друга, и передача колебаний происходит медленнее.

Сравним скорости звука в этих средах:

• Скорость звука в воздухе (при 20°C) составляет примерно $343 \frac{м}{с}$.
• Скорость звука в стали составляет примерно $5000 - 6000 \frac{м}{с}$.

Как видно, звук по стальным рельсам распространяется примерно в 15-20 раз быстрее, чем по воздуху. Поэтому звуковые колебания, идущие по рельсам, достигают уха наблюдателя значительно раньше, чем звук, идущий по воздуху. Приложив ухо к рельсу, человек может услышать вибрацию от приближающегося поезда задолго до того, как станет слышен его гул в воздухе или поезд появится в пределах видимости.

Ответ: Скорость распространения звука в стали, из которой сделаны рельсы, значительно выше скорости звука в воздухе. Поэтому звук от поезда по рельсам доходит до человека намного раньше, чем по воздуху.