Номер 2, страница 179 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Обсуди с товарищами. § 37. Высота, тембр и громкость звука. Глава 2. Механические колебания и волны. Звук - номер 2, страница 179.

2. Известно, что чем туже натянута струна на гитаре, тем более высокий звук она издаёт. Как изменится высота звучания струны при значительном повышении температуры окружающего воздуха? Ответ поясните.

Решение

Высота звука, издаваемого гитарной струной, определяется частотой её колебаний. Как указано в условии, чем туже натянута струна, тем выше частота и, следовательно, выше звук. Физически эта зависимость описывается формулой для основной частоты колебаний струны:

$f = \frac{1}{2L} \sqrt{\frac{T}{\mu}}$

где $f$ — частота звука (высота тона), $T$ — сила натяжения струны, $L$ — длина колеблющейся части струны, а $\mu$ — линейная плотность струны (её масса на единицу длины).

При значительном повышении температуры окружающего воздуха гитарная струна, изготовленная обычно из металла или синтетических материалов, нагревается. В результате нагрева происходит явление теплового расширения, из-за которого длина струны увеличивается.

Поскольку струна закреплена на гитаре между двумя фиксированными точками (порожком и бриджем), её удлинение приводит к тому, что она провисает, и её натяжение ($T$) уменьшается. Согласно приведённой формуле и условию задачи, уменьшение натяжения струны ведёт к снижению частоты её колебаний ($f$).

Таким образом, звук, издаваемый струной, станет более низким.

Ответ: При значительном повышении температуры окружающего воздуха высота звучания струны понизится. Это происходит потому, что из-за теплового расширения струна удлиняется, её натяжение ослабевает, а чем слабее натянута струна, тем более низкий звук она издаёт.