Вариант 6, страница 82 - гдз по физике 9 класс дидактические материалы Марон, Марон

Самостоятельные работы. СР-13. Механические волны. Звук - страница 82.

Условие.

1. Почему в многоэтажном доме с хорошей звукоизоляцией разговор в соседних квартирах почти не слышен, а звук от удара по батареям центрального отопления быстро распространяется почти по всему дому?

2. Определите скорость звука в воздухе, если наблюдатель, находящийся на расстоянии 4 км от орудия, услышал звук выстрела через 12 с после вспышки.

Решение.

1. Это явление объясняется различием сред, в которых распространяется звук, и их звукопроводящими свойствами. Звук от разговора — это звуковые волны, распространяющиеся по воздуху. Стены и перекрытия в доме с хорошей звукоизоляцией состоят из материалов (бетон, кирпич, специальные изоляционные материалы), которые плохо проводят звук. Они эффективно поглощают и отражают звуковые волны, из-за чего энергия звука значительно уменьшается при прохождении через них. В результате в соседней квартире разговор почти не слышен.

В отличие от этого, батареи и трубы центрального отопления образуют единую металлическую систему, проходящую через весь дом. Металл является твердым телом и прекрасным проводником звука. Скорость звука в твердых телах, особенно в металлах (в стали около 5000–6000 м/с), намного выше, чем в воздухе (около 340 м/с). Когда кто-то ударяет по батарее, звуковые колебания возникают непосредственно в металле и распространяются по всей системе труб с очень высокой скоростью и минимальными потерями энергии. Поэтому звук удара быстро достигает даже отдаленных квартир и хорошо слышен.

Ответ: Звук разговора распространяется по воздуху и эффективно глушится звукоизоляцией стен, в то время как звук удара по батарее распространяется по металлу труб, который является отличным проводником звука и позволяет ему быстро и почти без потерь распространиться по всему дому.

2. Дано
$s = 4 \text{ км}$
$t = 12 \text{ с}$

$s = 4 \text{ км} = 4 \times 1000 \text{ м} = 4000 \text{ м}$

Найти:

$\text{v}$ - ?

Решение
Скорость света ($c \approx 300 000 000 \text{ м/с}$) настолько велика по сравнению со скоростью звука, что временем, за которое свет от вспышки достигает наблюдателя, можно пренебречь. Таким образом, можно считать, что наблюдатель видит вспышку в момент выстрела. Задержка в 12 секунд — это время, которое потребовалось звуку, чтобы преодолеть расстояние в 4 км.

Скорость звука можно найти, используя формулу для скорости при равномерном движении:

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

Подставим значения в систему СИ и произведем расчет:

$v = \frac{4000 \text{ м}}{12 \text{ с}} \approx 333,33 \text{ м/с}$

Ответ: скорость звука в воздухе составляет примерно $333,33 \text{ м/с}$.