Номер 4, страница 11, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 7. Звук. Параграф 63. Звуковые волны. Скорость звука. Вопросы и задания - номер 4, страница 11.

Условие.

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. Движущийся поезд является источником звуковых колебаний, которые распространяются одновременно и по воздуху, и по стальным рельсам.

Скорость звука зависит от свойств среды, в которой он распространяется, в частности от её упругости и плотности.

В твёрдых телах, таких как сталь, атомы расположены очень близко и сильно связаны друг с другом, что позволяет колебаниям передаваться очень быстро. Скорость звука в стали составляет примерно $v_{стали} \approx 5000$ м/с.

В газах, к которым относится воздух, молекулы находятся на значительном расстоянии друг от друга и взаимодействуют слабо. Из-за этого звук в воздухе распространяется гораздо медленнее. Его скорость при нормальных условиях составляет около $v_{воздуха} \approx 340$ м/с.

Таким образом, звук по рельсам движется почти в 15 раз быстрее, чем по воздуху. По этой причине, приложив ухо к рельсу, можно услышать вибрацию (звук) от поезда, который находится ещё очень далеко. Звук же, идущий по воздуху, достигнет наблюдателя значительно позже, когда поезд будет уже намного ближе.

Ответ: Скорость распространения звука в стали, из которой сделаны рельсы, значительно выше, чем в воздухе. Поэтому звук от движущегося поезда по рельсам достигает уха наблюдателя намного раньше, чем звук, идущий по воздуху.