Номер 6, страница 110 - гдз по физике 9 класс учебник Изергин

Глава III. Механические колебания и волны. Параграф 22. Звуковые волны - номер 6, страница 110.

Условие.

6. Используя рисунок 112, опишите опыт по измерению скорости звука в воде.

Решение.

Решение

Поскольку рисунок 112 не предоставлен, опишем классический опыт по измерению скорости звука в воде, который, вероятно, на нем изображен. Этот опыт обычно проводится на открытом водоеме, например, на озере, с использованием двух лодок.

Для проведения эксперимента потребуется: две лодки, источник звука под водой (например, колокол), приемник звука под водой (гидрофон), секундомер, а также средство для измерения расстояния между лодками (дальномер, GPS) и средство для быстрой связи между ними (радиостанция или сигнальный флажок).

Ход опыта следующий:

1. Две лодки располагаются на значительном, точно измеренном расстоянии $\text{s}$ друг от друга.

2. На одной лодке (назовем ее лодка А) находится источник звука и наблюдатель с секундомером. На другой лодке (лодка Б) — приемник звука (гидрофон) и второй наблюдатель.

3. По команде наблюдатель на лодке А создает под водой короткий звуковой импульс (например, ударяет в колокол) и в тот же самый момент запускает секундомер.

4. Звуковая волна распространяется в толще воды от лодки А к лодке Б.

5. Наблюдатель на лодке Б, зафиксировав приход звукового сигнала с помощью гидрофона, немедленно подает сигнал наблюдателю на лодке А (например, по радиосвязи). Так как скорость радиоволн или света намного больше скорости звука в воде, временем на передачу этого сигнала можно пренебречь.

6. Наблюдатель на лодке А, получив сигнал, немедленно останавливает секундомер. Измеренное время $\text{t}$ — это время, которое потребовалось звуку, чтобы пройти расстояние $\text{s}$ между лодками.

7. Зная расстояние $\text{s}$ и время $\text{t}$, скорость звука в воде $\text{v}$ вычисляется по формуле:

$v = \frac{s}{t}$

Для повышения точности результатов опыт повторяют несколько раз и находят среднее значение времени. Также можно провести измерения в обратном направлении (источник на лодке Б, а приемник на лодке А), чтобы исключить влияние течения воды.

Ответ: Для измерения скорости звука в воде необходимо измерить расстояние $\text{s}$ между источником звука и его приемником, находящимися в воде, а также время $\text{t}$, за которое звук проходит это расстояние. Скорость звука вычисляется по формуле $v = s/t$. Эксперимент можно провести с помощью двух лодок, на одной из которых синхронно с созданием звукового импульса запускают секундомер, а на другой — останавливают его в момент приема сигнала, передав информацию о приеме по быстрой линии связи (например, по радио).