Номер 4, страница 174 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Ответь на вопросы. § 36. Источники звука. Звуковые колебания. Глава 2. Механические колебания и волны. Звук - номер 4, страница 174.

4. Какие колебания называют ультразвуковыми; инфразвуковыми?

Ультразвуковыми колебаниями, или ультразвуком, называют механические упругие колебания, частота которых ($f$) превышает верхний предел слышимости человеческого уха. Человек способен слышать звуковые колебания в диапазоне частот от 16–20 герц (Гц) до 20 000 герц (20 килогерц, кГц). Соответственно, ультразвуком являются колебания с частотой выше 20 кГц. Формульно это можно записать как $f > 20 \text{ кГц}$.

Инфразвуковыми колебаниями, или инфразвуком, называют механические упругие колебания, частота которых ($f$) ниже порога слышимости человеческого уха. Обычно за нижнюю границу этого диапазона принимают частоту 16 Гц. Таким образом, инфразвуком являются колебания с частотой менее 16 Гц. Формульно: $f < 16 \text{ Гц}$.

Ответ: Ультразвуковые колебания — это колебания с частотой выше 20 кГц. Инфразвуковые колебания — это колебания с частотой ниже 16 Гц.

5. Измерение глубины моря методом эхолокации основано на явлении отражения звуковых волн (эха) от препятствия, в данном случае — от морского дна. Этот метод реализуется с помощью специального прибора — эхолота.

Дано:

$t$ — время, прошедшее с момента отправки звукового сигнала до момента приема отраженного сигнала (эха), с.

$v$ — скорость распространения звука в воде, м/с (среднее значение около 1500 м/с, но зависит от температуры, солености и давления).

Найти:

$h$ — глубина моря, м.

Решение:

Эхолот, установленный на судне, посылает в сторону дна короткий звуковой импульс. Чаще всего используется ультразвук, так как он обладает высокой частотой, что позволяет сформировать узконаправленный луч, который меньше рассеивается и лучше отражается от дна. Этот импульс распространяется в воде со скоростью $v$, достигает дна и отражается от него.

Отраженный сигнал (эхо) возвращается к судну и улавливается приемником эхолота. Прибор измеряет полный промежуток времени $t$ между моментом посылки импульса и моментом приема эха.

За это время $t$ звук проходит расстояние, равное удвоенной глубине моря: сначала от судна до дна (путь $h$), а затем от дна обратно к судну (еще один путь $h$). Таким образом, общий путь, пройденный звуком, равен $S = 2h$.

Зная, что расстояние равно произведению скорости на время ($S = v \cdot t$), мы можем составить уравнение:

$2h = v \cdot t$

Из этого уравнения выражаем искомую глубину $h$:

$h = \frac{v \cdot t}{2}$

Таким образом, измерив время задержки эха $t$ и зная точное значение скорости звука в данном районе $v$, можно с высокой точностью определить глубину моря.

Ответ: Глубину моря $h$ методом эхолокации определяют, измеряя время $t$ прохождения звукового сигнала от судна до дна и обратно. Зная скорость звука в воде $v$, глубину рассчитывают по формуле $h = \frac{v \cdot t}{2}$.