Відповіді до підручника: Стр.133
Готова відповідь до завдання Стр.133 з ГДЗ Фізика 9 клас Засєкіна.
Фізика, 9 клас · Відповіді до підручника
Текстова відповідь
§ 22. Досліджуємо використання електромагнітних хвиль
6
Довжина хвилі радіолокатора 20 см, частота випромінювання 500 імпульсів за секунду, тривалість кожного імпульсу 0,02 мкс. Скільки коливань міститься в одному імпульсі і яка найбільша відстань дії локатора?
Записуємо дані: λ = 20 см = 0,2 м; νімп = 500 1/с (частота імпульсів); τ = 0,02 мкс = 0,02·10⁻⁶ с; швидкість радіохвиль v ≈ 3·10⁸ м/с.
- Знайдемо частоту коливань хвилі:
ν = v/λ = 3·10⁸ : 0,2 = 1,5·10⁹ Гц.
- Кількість коливань в одному імпульсі:
N = ν·τ = 1,5·10⁹ · 0,02·10⁻⁶ = 3·10¹ = 30.
Отже, в одному імпульсі 30 коливань.
- Найбільша відстань дії локатора (щоб відбитий сигнал встиг повернутися до наступного імпульсу):
період імпульсів Tімп = 1/νімп = 1/500 = 0,002 с.
Відстань: lмакс = v·Tімп / 2 = 3·10⁸ · 0,002 / 2 = 3·10⁵ м = 300 км.
Відповідь: 30 коливань; найбільша відстань дії локатора ≈ 300 км.
7
Відправлений радіолокатором сигнал повернувся назад через 43 мкс. Визнач відстань до перешкоди.
Дано: t = 43 мкс = 43·10⁻⁶ с; v ≈ 3·10⁸ м/с.
Сигнал проходить шлях «туда й назад», тому відстань до перешкоди:
l = v·t / 2.
Підставимо:
l = 3·10⁸ · 43·10⁻⁶ / 2 = (3·43·10²) / 2 м = 129·10² / 2 м = 12900 / 2 м = 6450 м.
Відповідь: відстань до перешкоди приблизно 6,45 км.
8
Відстань від радіолокатора до метеорита в момент відбиття сигналу радіолокатора 54 км. Яку відстань пролетів метеорит, швидкість якого 3 км/с від початку випромінювання імпульсу?
Дано: l = 54 км; vхв = 3·10⁵ км/с (швидкість радіохвиль); vм = 3 км/с — швидкість метеорита.
Час від початку випромінювання до моменту відбиття — це час проходження сигналу від локатора до метеорита (один шлях):
t = l / vхв = 54 : (3·10⁵) с = 0,00018 с = 1,8·10⁻⁴ с.
Відстань, яку за цей час пролетів метеорит:
s = vм·t = 3 · 1,8·10⁻⁴ км = 5,4·10⁻⁴ км = 0,00054 км = 0,54 м.
Відповідь: метеорит пролетів приблизно 0,54 м.
Завдання 1. Мертві зони в місті
Поясніть мешканцям нового житлового комплексу серед високих засклених хмарочосів, чому в їхньому районі можуть виникати мертві зони або погіршується мобільний зв’язок, ураховуючи наявність таких будівель. Які властивості радіохвиль це зумовлюють? Запропонуйте можливі технічні рішення, які компанія мобільного зв’язку могла б застосувати для покращення якості зв’язку в цьому житловому комплексі.
Причини погіршення зв’язку:
- Скляні фасади з металізованим покриттям і металеві конструкції добре відбивають і частково екранують радіохвилі, утворюючи зони тіні.
- Багато відбитих хвиль накладаються (інтерференція, багатопроменевість), у деяких точках сигнал послаблюється.
- Високочастотні хвилі (4G/5G) гірше огинають перешкоди й проходять крізь стіни, тому між щільно розташованими будинками легше виникають «мертві зони».
Можливі технічні рішення:
- Встановити додаткові базові станції малого радіуса дії (пікосоти, фемтосоти) всередині будівель і у дворах, ближче до користувачів.
- Оптимізувати розташування та напрямок антен, використати діапазони з нижчою частотою (які краще проходять крізь перешкоди).
- Використати репітери / підсилювачі сигналу в під’їздах і підземних паркінгах, запропонувати абонентам Wi‑Fi‑дзвінки через інтернет.
Завдання 2. Перехід на 5G — пояснення для споживачів
Поясніть трьома простими реченнями, у чому полягає фундаментальна відмінність між 4G і 5G, окрім швидкості. Наведіть два приклади, як 5G може змінити життя або прискорити впровадження нових технологій (наприклад, розумні міста, медицина, транспорт), демонструючи його переваги, окрім простого перегляду відео.
Ключові відмінності 5G від 4G:
- 5G використовує ширші смуги частот і вищі частоти, тому може одночасно обслуговувати набагато більше пристроїв на тій самій площі.
- Затримка сигналу в мережі 5G у багато разів менша, ніж у 4G, тобто реакція мережі майже миттєва.
- 5G краще пристосована до роботи з «інтернетом речей» — мільйонами датчиків, роботів і автономних пристроїв.
Приклади застосування:
- У медицині — віддалені операції й постійний онлайн‑моніторинг стану пацієнтів за допомогою датчиків із дуже малою затримкою.
- У транспорті й «розумних містах» — координація руху автономних автомобілів і керування світлофорами в реальному часі, що зменшує затори й аварії.