Відповіді до підручника: Стр.73
Готова відповідь до завдання Стр.73 з ГДЗ Фізика 9 клас Засєкіна.
Фізика, 9 клас · Відповіді до підручника
Текстова відповідь
§ 11. Досліджуємо, як сприймає звук людина
1
Обгорни паперовий стаканчик канцелярською резинкою. Розтягуй і відпускай резинку з різних боків стаканчика. Поясни, чому змінюється звучання.
Звучання змінюється, бо змінюються довжина й натяг частини резинки, що коливається. Коли ділянка коротша й сильніше натягнута, частота її коливань більша — звук вищий; коли довша й слабше натягнута, частота менша — звук нижчий.
2
Накрий чашку плівкою, насип трохи пшона, увімкни мелодію на смартфоні й піднеси його до чашки. Збільшуй гучність звуку й спостерігай, що відбуватиметься.
Коли гучність збільшується, плівка починає сильніше коливатися, і зернятка пшона підскакують і зміщуються, іноді утворюючи візерунки. Це тому, що звукові хвилі змушують плівку коливатися, а вона передає ці коливання пшону.
3
Обкрути мотузку навколо голови так, щоб вона проходила по вухах, а кінці зійшлися перед очима. Смикай пальцем мотузку як струну, змінюй натяг і місце смикання, потім затули вуха ватою й повтори дослід. Опиши, як змінюється звук, як це впливає на гучність і висоту, зроби висновок, від чого залежать вібрація нитки та гучність звуку і яка провідність звуку — у тілі людини чи в повітрі — краща.
Коли мотузка слабко натягнута, звук нижчий і тихіший; при сильнішому натягу її коливання частішають — звук стає вищим і, за сильнішого смикання, гучнішим. Якщо смикати ближче до вуха або сильніше тягнути мотузку, гучність зростає, бо збільшується амплітуда вібрацій, що передаються до вуха. Після затикання вух ватою звук через повітря майже не чутно, але через мотузку й кістки голови він усе ще передається, хоч і дещо глухіший. Вібрація нитки залежить від її натягу та довжини (чим більший натяг і менша довжина — тим більша частота коливань), а гучність — від амплітуди коливань і від того, наскільки добре середовище проводить звук. Провідність у тілі людини (через кістки) краща, ніж у повітрі, бо тверді тіла краще передають механічні коливання, тому звук по натягнутій мотузці добре чути навіть із заткнутими вухами.
4
Перевір ефект Доплера. 1) Практично: один учень зі смартфоном-генератором тону (500–1000 Гц) біжить повз нерухомого спостерігача; спостерігач описує, як змінюється висота тону під час наближення, проходження й віддалення. 2) Теоретично: сирена машини швидкої допомоги має частоту ν₀ = 700 Гц, машина рухається до нерухомого спостерігача зі швидкістю 30 м/с, швидкість звуку в повітрі v = 340 м/с. Обчисли, яку частоту чує спостерігач, коли машина: а) наближається; б) віддаляється. Зроби висновок про вплив швидкості авто на сприйняту частоту, використовуючи формулу ν = ν₀(v ± vсп)/(v ± vдж).
- Під час наближення смартфона спостерігач чує тон вищим, ніж задана частота; у момент, коли джерело проходить повз, висота різко змінюється, а під час віддалення звук стає нижчим і поступово тихішає — це й є прояв ефекту Доплера.
- Спостерігач нерухомий, тому vсп = 0.
а) Машина наближається (джерело рухається до спостерігача):
ν₁ = ν₀ · v / (v − vдж) = 700 · 340 / (340 − 30) = 238000 / 310 ≈ 767,7 Гц ≈ 768 Гц.
б) Машина віддаляється (джерело рухається від спостерігача):
ν₂ = ν₀ · v / (v + vдж) = 700 · 340 / (340 + 30) = 238000 / 370 ≈ 643,2 Гц ≈ 643 Гц.
Висновок: через рух машини спостерігач чує частоту вищою за справжню, коли авто наближається (≈768 Гц > 700 Гц), і нижчою, коли віддаляється (≈643 Гц < 700 Гц); що більша швидкість відносного руху, то сильніше відрізняється спостережувана частота від випромінюваної.