Номер 585, страница 88 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Механические колебания и волны. Звук. Механические волны. Звук - номер 585, страница 88.

Условие.

585. a) Наблюдая летом за пчёлами, можно заметить, что пчёлы-сторожа, охраняющие вход в улей, не обращают внимания на прилетающих рабочих пчёл, но очень агрессивно реагируют на трутней, пролетающих рядом, хотя те имеют ту же окраску, форму и размеры тела. Каким образом пчёлы-сторожа отличают рабочих пчёл от трутней? б) По высоте тона, порождаемого крыльями летящей пчелы, можно определить, куда летит пчела — из улья за мёдом или обратно в улей. Каким образом?

Решение.

а)

Пчёлы-сторожа отличают рабочих пчёл от трутней в первую очередь с помощью обоняния. Каждая пчелиная семья имеет свой уникальный запах, состоящий из смеси феромонов, выделяемых маткой, расплодом и самими пчёлами. Этот запах служит своего рода "паспортом" для членов улья. Рабочие пчёлы, возвращающиеся в улей, несут на себе этот знакомый запах, и стража их пропускает.

Трутни, особенно из чужих ульев, не имеют этого запаха, поэтому пчёлы-сторожа воспринимают их как чужаков и потенциальную угрозу. Даже трутни из того же улья могут иметь несколько иной химический профиль по сравнению с рабочими пчёлами. Таким образом, основным механизмом распознавания является химическая коммуникация (распознавание по запаху), а не визуальные признаки, такие как окраска или размер.

Ответ: Пчёлы-сторожа отличают рабочих пчёл от трутней по запаху (феромонам), который является уникальным для каждой пчелиной семьи.

б)

Определить направление полёта пчелы (к улью или от него) можно по высоте тона звука, порождаемого её крыльями. Высота тона напрямую зависит от частоты взмахов крыльями, а частота, в свою очередь, зависит от массы пчелы.

Пчела, летящая из улья за мёдом, летит без груза, её масса меньше. Для поддержания полёта ей требуется определённая частота взмахов крыльями, которая создаёт звук относительно низкого тона.

Пчела, возвращающаяся в улей, несёт на себе груз — нектар или пыльцу, поэтому её масса значительно больше. Чтобы удержаться в воздухе с грузом и создать необходимую подъёмную силу, пчеле приходится махать крыльями чаще. Увеличение частоты взмахов крыльев приводит к возникновению звука более высокого тона.

Таким образом, если пчела издаёт более низкий звук, она летит из улья. Если звук более высокий — она возвращается в улей с добычей. Связь между массой $m$ и частотой взмахов крыльев $\nu$ можно описать так: чем больше масса, тем больше должна быть подъёмная сила, и, следовательно, выше частота взмахов крыльев, что приводит к более высокому тону звука.

Ответ: Пчела, летящая из улья за мёдом, летит налегке и взмахивает крыльями с меньшей частотой, создавая звук более низкого тона. Пчела, возвращающаяся с мёдом, тяжелее, и чтобы удержаться в воздухе, она взмахивает крыльями чаще, создавая звук более высокого тона.