Номер 2, страница 28, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 7. Звук. Параграф 68. Решение задач. Задачи для самостоятельного решения - номер 2, страница 28.

Условие.

2. Сравните скорости распространения звуковых волн с длинами волн 17 и 30 м в двух различных средах, если соответствующие им частоты равны 20 и 50 Гц. О каких средах идёт речь?

Решение.

Дано:

Длина первой звуковой волны: $λ_1 = 17 \text{ м}$

Частота первой звуковой волны: $ν_1 = 20 \text{ Гц}$

Длина второй звуковой волны: $λ_2 = 30 \text{ м}$

Частота второй звуковой волны: $ν_2 = 50 \text{ Гц}$

Все данные представлены в системе СИ.

Найти:

1. Сравнить скорости распространения звуковых волн $v_1$ и $v_2$.

2. Определить, в каких средах распространяются волны.

Решение:

Сравните скорости распространения звуковых волн с длинами волн 17 и 30 м в двух различных средах, если соответствующие им частоты равны 20 и 50 Гц

Скорость распространения волны $\text{v}$ связана с ее длиной $λ$ и частотой $ν$ соотношением: $v = λ \cdot ν$.

Вычислим скорость первой звуковой волны, распространяющейся в первой среде:

$v_1 = λ_1 \cdot ν_1 = 17 \text{ м} \cdot 20 \text{ Гц} = 340 \text{ м/с}$

Вычислим скорость второй звуковой волны, распространяющейся во второй среде:

$v_2 = λ_2 \cdot ν_2 = 30 \text{ м} \cdot 50 \text{ Гц} = 1500 \text{ м/с}$

Теперь сравним полученные скорости:

$1500 \text{ м/с} > 340 \text{ м/с}$, следовательно, $v_2 > v_1$.

Найдем, во сколько раз скорость второй волны больше скорости первой:

$\frac{v_2}{v_1} = \frac{1500}{340} \approx 4.41$

Скорость второй волны приблизительно в 4.41 раза больше скорости первой.

Ответ: $v_1 = 340 \text{ м/с}$, $v_2 = 1500 \text{ м/с}$. Скорость второй волны больше скорости первой ($v_2 > v_1$).

О каких средах идёт речь?

Скорость распространения звука существенно зависит от свойств среды. Сравним вычисленные скорости со справочными значениями скорости звука в различных веществах.

Скорость первой волны $v_1 = 340 \text{ м/с}$ очень близка к скорости звука в воздухе при нормальных условиях (около $343 \text{ м/с}$ при температуре 20°C).

Скорость второй волны $v_2 = 1500 \text{ м/с}$ очень близка к скорости звука в воде (около $1482 \text{ м/с}$ в пресной воде при 20°C или $1500 \text{ м/с}$ в морской воде).

Таким образом, можно сделать предположение, что первая среда — это воздух, а вторая — вода.

Ответ: Первая среда, вероятнее всего, воздух, а вторая среда — вода.