Номер 27, страница 188, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Механические явления. Глава IV. Механические колебания и волны. Параграф 22. Механические волны. Звук - номер 27, страница 188.

Условие.

27. Один путевой обходчик ударил молотком по рельсу, а другой обходчик, находящийся у того же железнодорожного пути, услышал звук удара дважды. Объясните, почему это произошло.

Решение.

Решение

Это явление объясняется тем, что звук от удара молотком по рельсу распространяется до второго обходчика по двум различным средам: по воздуху и по металлу (рельсу).

Скорость распространения звука существенно зависит от свойств среды. В твёрдых телах, таких как сталь, скорость звука намного выше, чем в газах, к которым относится воздух.

Скорость звука в стали ($v_{сталь}$) составляет примерно 5000–6000 м/с, в то время как скорость звука в воздухе ($v_{воздух}$) составляет около 340 м/с.

Поскольку $v_{сталь} > v_{воздух}$, звуковая волна, идущая по рельсу, достигнет второго обходчика значительно быстрее, чем звуковая волна, распространяющаяся по воздуху. В результате обходчик сначала слышит первый, более ранний звук, пришедший по рельсу, а затем, с некоторой задержкой, второй звук, пришедший по воздуху.

Ответ: Второй обходчик услышал звук удара дважды, потому что звуковые волны достигли его по двум разным путям: сначала по стальному рельсу, где скорость звука очень высокая, а затем по воздуху, где скорость звука значительно ниже.