Номер 2, страница 175 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Обсуди с товарищами. § 36. Источники звука. Звуковые колебания. Глава 2. Механические колебания и волны. Звук - номер 2, страница 175.

2. Почему изданный звук с течением времени исчезает?

Изданный звук с течением времени исчезает (затухает) по двум основным причинам, связанным с потерей энергии звуковой волны. Звук — это механическая волна, которая представляет собой распространение колебаний в упругой среде и несёт с собой энергию.

1. Геометрическое расхождение волны (распределение энергии).

Звук от источника в однородной среде распространяется во все стороны, образуя, как правило, сферическую волну. Энергия, которую несёт эта волна, с увеличением расстояния от источника распределяется по всё большей площади поверхности сферы. Интенсивность звука $I$ (мощность, приходящаяся на единицу площади) убывает обратно пропорционально квадрату расстояния $r$ от источника. Это описывается законом обратных квадратов: $I \sim \frac{1}{r^2}$ Это означает, что даже в идеальной среде без потерь громкость звука будет быстро уменьшаться по мере удаления от его источника.

2. Поглощение и рассеяние энергии средой (затухание).

При распространении звука в реальной среде (например, в воздухе, воде) часть его механической энергии необратимо переходит во внутреннюю энергию среды, то есть в тепло. Этот процесс называется поглощением или диссипацией энергии. Основные механизмы поглощения:

• Вязкость (внутреннее трение): Колебания частиц среды вызывают силы трения между ними. Работа против этих сил приводит к выделению тепла и, соответственно, к потере энергии волны.
• Теплопроводность: В областях сжатия звуковой волны среда немного нагревается, а в областях разрежения — остывает. Из-за теплопроводности происходит передача тепла от горячих участков к холодным, что является необратимым процессом, отбирающим энергию у волны.
• Рассеяние и отражение: Звуковые волны могут отражаться и рассеиваться от различных препятствий (стен, мебели, людей) и неоднородностей в самой среде. При каждом таком взаимодействии часть энергии волны может поглощаться препятствием.

В результате совокупного действия этих факторов амплитуда колебаний в звуковой волне постепенно уменьшается до тех пор, пока не станет неотличимой от фонового шума или не достигнет порога слышимости человеческого уха. В этот момент мы говорим, что звук исчез.

Ответ: Изданный звук исчезает со временем, потому что его энергия, во-первых, распределяется по все возрастающей площади по мере удаления от источника (что уменьшает интенсивность звука), и, во-вторых, поглощается средой распространения, превращаясь в тепло из-за вязкости и теплопроводности, а также рассеивается на различных препятствиях.