Номер 584, страница 88 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Механические волны. Звук. Механические колебания и волны. Звук - номер 584, страница 88.

584. а) Почему люди в горах, чтобы слышать друг друга, должны разговаривать громче? б) Объясните, почему мы не слышим никакого звука при полёте бабочки, взмахивающей крыльями до 8—12 раз в секунду.

а)

Звук представляет собой механическую волну, для распространения которой необходима среда, в данном случае — воздух. Громкость звука, достигающего слушателя, зависит от плотности этой среды. С увеличением высоты в горах атмосферное давление и, соответственно, плотность воздуха уменьшаются. Воздух становится более разреженным. В разреженной среде частицы (молекулы) находятся дальше друг от друга, что затрудняет передачу колебаний между ними. Из-за этого звуковая волна быстрее теряет свою энергию (затухает), и её интенсивность на расстоянии снижается быстрее, чем на уровне моря. Чтобы компенсировать это повышенное затухание и быть услышанными на том же расстоянии, людям в горах приходится говорить громче, то есть создавать звуковую волну с большей начальной амплитудой и интенсивностью.

Ответ: В горах воздух более разреженный, чем на равнине. В такой среде звуковые волны распространяются хуже и быстрее затухают, поэтому, чтобы быть услышанным, людям приходится говорить громче.

б)

Дано:

Частота взмахов крыльев бабочки: $v_{б} = 8-12$ раз в секунду

Нижний порог слышимости человеческого уха: $v_{min} \approx 20$ Гц

Найти:

Объяснить, почему мы не слышим звук полета бабочки.

Решение:

Звук — это механические колебания, распространяющиеся в упругой среде. Одной из основных характеристик звука является его частота, которая измеряется в Герцах (Гц). 1 Гц равен одному колебанию в секунду. Таким образом, частота взмахов крыльев бабочки в системе СИ составляет $v_{б} = 8-12$ Гц.

Человеческий орган слуха способен воспринимать звуковые колебания только в определённом диапазоне частот, который в среднем составляет от $20$ Гц до $20 000$ Гц. Звуковые колебания с частотой ниже $20$ Гц называются инфразвуком, а с частотой выше $20 000$ Гц — ультразвуком. Ни инфразвук, ни ультразвук человек не слышит.

Сравним частоту колебаний, создаваемых крыльями бабочки, с нижним порогом слышимости человека $v_{min}$:

$v_{б} < v_{min}$

поскольку $8-12$ Гц $ < 20$ Гц.

Так как частота звука от полета бабочки находится вне диапазона слышимости человека (в инфразвуковой области), мы не можем его услышать.

Ответ: Частота взмахов крыльев бабочки (8–12 Гц) находится в области инфразвука, то есть ниже порога слышимости человеческого уха, который составляет примерно 20 Гц.