Страница 184 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Используя приведённые данные, оцените промежуток времени между двумя звуками в опыте Био.

Для оценки промежутка времени между двумя звуками в опыте Био необходимо знать длину трубы, скорость звука в материале трубы (например, в стали) и скорость звука в воздухе. Поскольку конкретные данные в вопросе не приведены, воспользуемся типичными значениями для этого опыта.

Дано:

Длина трубы, $L = 1000$ м

Скорость звука в воздухе, $v_{воздуха} = 340$ м/с

Скорость звука в стали (материал трубы), $v_{стали} = 5100$ м/с

Найти:

Промежуток времени между звуками, $\Delta t$.

Решение:

В опыте Био наблюдатель, находящийся на одном конце длинной трубы, слышит два звука от удара молотком по другому концу трубы. Первый звук доходит до наблюдателя по металлической трубе, а второй — по воздуху внутри трубы. Поскольку скорость звука в металле значительно выше скорости звука в воздухе ($v_{стали} > v_{воздуха}$), звук, распространяющийся по металлу, приходит раньше.

Время распространения звука вычисляется по формуле: $t = \frac{L}{v}$, где $L$ - расстояние (длина трубы), а $v$ - скорость распространения звука в среде.

1. Рассчитаем время, за которое звук проходит расстояние $L$ по воздуху:

$t_{воздуха} = \frac{L}{v_{воздуха}}$

$t_{воздуха} = \frac{1000 \text{ м}}{340 \text{ м/с}} \approx 2.941 \text{ с}$

2. Рассчитаем время, за которое звук проходит то же расстояние $L$ по стальной трубе:

$t_{стали} = \frac{L}{v_{стали}}$

$t_{стали} = \frac{1000 \text{ м}}{5100 \text{ м/с}} \approx 0.196 \text{ с}$

3. Промежуток времени $\Delta t$ между приходом двух звуков равен разности времени их распространения:

$\Delta t = t_{воздуха} - t_{стали}$

$\Delta t \approx 2.941 \text{ с} - 0.196 \text{ с} = 2.745 \text{ с}$

Округляя результат до сотых, получаем:

$\Delta t \approx 2.75 \text{ с}$

Ответ:

Промежуток времени между двумя звуками в опыте Био составляет примерно $2.75$ секунды.