Ответьте на вопросы, страница 177 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Почему вдали от источника громкость звука меньше?

2. Почему высота звука полета комара выше, чем у шмеля?

1. Почему вдали от источника громкость звука меньше?
Громкость звука — это субъективное восприятие его интенсивности, которая, в свою очередь, зависит от амплитуды звуковой волны. Когда источник звука создает колебания, они распространяются во все стороны, перенося энергию. В идеализированном случае, в однородной среде, эта энергия от точечного источника распределяется по поверхности сферы, которая увеличивается с расстоянием.
Площадь такой сферы вычисляется по формуле $S = 4\pi r^2$, где $r$ — это расстояние от источника. Так как одна и та же энергия звуковой волны распределяется на все большую площадь, интенсивность звука $I$ (энергия, приходящаяся на единицу площади) уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния. Этот закон известен как закон обратных квадратов: $I \propto 1/r^2$.
Интенсивность звука пропорциональна квадрату амплитуды колебаний ($I \propto A^2$). Следовательно, амплитуда $A$ звуковой волны уменьшается с расстоянием обратно пропорционально первой степени расстояния ($A \propto 1/r$).
Таким образом, чем дальше слушатель находится от источника звука, тем меньше амплитуда звуковой волны, достигающей его уха, и тем меньше воспринимаемая громкость. Дополнительной причиной затухания звука является поглощение его энергии средой (например, воздухом), в которой он распространяется.

Ответ: Громкость звука уменьшается с расстоянием, потому что энергия звуковой волны, излучаемая источником, распределяется по все большей площади. Это приводит к уменьшению амплитуды и интенсивности звуковой волны, что воспринимается как снижение громкости.

2. Почему высота звука полета комара выше, чем у шмеля?
Высота звука — это характеристика нашего слухового восприятия, которая напрямую связана с основной частотой звуковых колебаний. Чем выше частота (количество колебаний в секунду), тем выше нам кажется звук.
Звук, издаваемый летящими насекомыми, создается в основном за счет очень быстрых взмахов их крыльев. Эти взмахи создают в воздухе периодические уплотнения и разрежения, которые и являются звуковой волной. Частота этой звуковой волны равна частоте взмахов крыльев.
Комар, чтобы удержаться в воздухе, совершает взмахи крыльями с очень высокой частотой — примерно от 500 до 1000 раз в секунду (500–1000 Гц). Это создает высокочастотный звук, который мы воспринимаем как тонкий писк.
Шмель — насекомое гораздо более крупное и тяжелое, но его аэродинамика позволяет ему летать, совершая взмахи крыльями со значительно меньшей частотой, обычно около 130–240 раз в секунду (130–240 Гц). Это порождает низкочастотный звук, который мы слышим как гудение.
Поскольку частота взмахов крыльев комара значительно превосходит частоту взмахов крыльев шмеля, звук его полета имеет более высокую частоту и, соответственно, воспринимается как более высокий.

Ответ: Высота звука полета комара выше, чем у шмеля, потому что комар машет крыльями со значительно большей частотой. Так как высота звука определяется частотой колебаний, более частые взмахи крыльев комара создают звук более высокого тона.