Вариант 7, страница 82 - гдз по физике 9 класс дидактические материалы Марон, Марон

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

Условие.

1. Почему, если звучащий камертон поставить на деревянный ящик, звук усилится?

2. Посланный ультразвуковым эхолотом сигнал возвратился обратно через 0,4 с. Какова глубина моря в данной точке, если скорость распространения ультразвука 1500 м/с?

Решение.

1. Звучащий камертон, сам по себе, имеет маленькую площадь поверхности и поэтому приводит в колебание незначительный объем воздуха, создавая тихий звук. Когда ножку камертона ставят на деревянный ящик, он передает свои колебания ящику. Деревянный ящик, обладая большой поверхностью, действует как резонатор. Он начинает колебаться с частотой камертона, вовлекая в колебательное движение значительно больший объем воздуха. Это явление называется резонансом, особенно если собственная частота колебаний ящика близка к частоте камертона. В результате увеличения амплитуды колебаний и площади излучающей поверхности интенсивность звука резко возрастает, и мы слышим более громкий звук. Энергия колебаний камертона при этом расходуется быстрее, поэтому громкий звук длится меньше, чем тихий звук самого камертона.

Ответ: Звук усиливается, так как деревянный ящик (резонатор) имеет большую площадь поверхности и, колеблясь с частотой камертона, вовлекает в движение больший объем воздуха, что приводит к увеличению громкости звука за счет явления резонанса.

2. Дано:

Время возвращения сигнала, $t = 0,4$ с
Скорость ультразвука в воде, $v = 1500$ м/с

Найти:

Глубину моря, $\text{h}$ - ?

Решение:

Ультразвуковой сигнал, посланный эхолотом, проходит расстояние до дна моря и обратно. Таким образом, общее расстояние $\text{s}$, которое преодолевает сигнал, равно удвоенной глубине моря $\text{h}$:$
$s = 2h$
Расстояние можно также вычислить, зная скорость распространения сигнала $\text{v}$ и общее время его движения $\text{t}$:$
$s = v \cdot t$
Приравнивая два выражения для расстояния, получаем:$
$2h = v \cdot t$
Отсюда можно выразить глубину моря $\text{h}$:$
$h = \frac{v \cdot t}{2}$
Подставим числовые значения в формулу:$
$h = \frac{1500 \, \text{м/с} \cdot 0,4 \, \text{с}}{2} = \frac{600 \, \text{м}}{2} = 300 \, \text{м}$

Ответ: 300 м.