Номер 4, страница 164 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

4. Приведите примеры проявления звукового резонанса, не упомянутые в тексте параграфа.

4. Решение:

Звуковой резонанс — это явление, при котором резко возрастает амплитуда вынужденных колебаний системы, когда частота внешнего звукового воздействия совпадает с собственной частотой колебаний этой системы. Вот несколько примеров проявления звукового резонанса, которые могли быть не упомянуты в тексте параграфа:

• Разрушение бокала голосом. Если певец поет ноту, частота которой совпадает с собственной частотой колебаний стеклянного бокала, звуковые волны вызывают в бокале резонанс. Амплитуда колебаний стенок бокала резко увеличивается до тех пор, пока напряжение в стекле не превысит предел его прочности, и бокал разрушится.
• Звучание автомобильного глушителя. Глушитель в выхлопной системе автомобиля — это сложная система резонаторов. Он спроектирован так, чтобы за счет резонанса и интерференции звуковых волн гасить шум определенных (обычно неприятных для слуха) частот и формировать характерный звук работающего двигателя.
• Формирование гласных звуков. Речевой аппарат человека работает как система резонаторов. Голосовые связки создают первоначальный звук, а ротовая и носовая полости выступают в роли резонаторов. Изменяя их форму с помощью языка, губ и мягкого нёба, мы меняем их резонансные частоты, усиливая одни обертоны и ослабляя другие. Именно так формируются различные гласные звуки.
• Резонанс в зданиях и сооружениях. Низкочастотный гул, создаваемый, например, тяжелой техникой или пролетающим вертолетом, может вызвать резонанс оконных стекол или даже элементов конструкций в здании. Если частота звука совпадет с собственной частотой колебаний этих объектов, они начинают заметно вибрировать, дребезжать.

Ответ: Примерами проявления звукового резонанса являются: разрушение бокала от пения на определенной ноте, работа автомобильного глушителя для подавления шума, формирование гласных звуков речевым аппаратом человека, дребезжание оконных стекол под действием низкочастотного гула.

5. Решение:

Камертон сам по себе издает очень тихий звук. Причина в том, что его колеблющиеся ветви (ножки) тонкие и имеют малую площадь поверхности, поэтому они очень неэффективно передают энергию своих колебаний окружающему воздуху.

Для усиления звука камертон устанавливают на специальный резонаторный ящик. Это полый ящик (чаще всего деревянный), объем и форма которого рассчитаны так, чтобы собственная частота колебаний воздуха внутри него была равна частоте звучания камертона.

Когда вибрирующий камертон соприкасается с ящиком, он передает ему свои колебания. Стенки ящика, имеющие большую площадь, а главное — столб воздуха внутри него, начинают совершать вынужденные колебания с частотой камертона. Поскольку эта частота совпадает с собственной частотой резонатора, возникает явление акустического резонанса. В результате амплитуда колебаний воздуха внутри ящика и его стенок резко возрастает. Этот большой колеблющийся объем воздуха эффективно излучает звуковые волны в окружающее пространство, поэтому звук становится громким и хорошо слышимым.

Происходит быстрая и эффективная передача энергии колебаний камертона в звуковую энергию. Поэтому звук хоть и становится громче, но затухает быстрее, чем у камертона без резонатора.

Ответ: Камертоны устанавливают на резонаторные ящики для усиления звука. Резонаторный ящик настроен на ту же частоту, что и камертон. При контакте с вибрирующим камертоном в ящике возникает резонанс, который значительно увеличивает амплитуду звуковых колебаний и, следовательно, громкость звука.