Механические волны и звук: длина волны, скорость, эхо, ультразвук

1. 1. Используем λ = v / ν.
2. 2. λ = 340 / 680 = 0,5 м.
3. 3. Проверка смысла: чем выше частота, тем короче волна.

Ответ: 0,5 м

1. 1. За 4 с звук прошёл путь туда и обратно: L = 340 · 4 = 1360 м.
2. 2. Расстояние до скалы вдвое меньше: s = 1360 / 2 = 680 м.

Ответ: 680 м

1. 1. (А) Звук — механическая волна, то есть колебания самих частиц среды — 2. Электромагнитная волна — это свет и радио.
2. 2. (Б) Механической волне нужна среда, поэтому в вакууме звука нет — 3. В воде звук распространяется даже лучше, чем в воздухе.
3. 3. (В) Высота звука определяется частотой: чем выше частота, тем выше тон — 5.
4. 4. (Г) Громкость определяется амплитудой колебаний — 7. Проверка: вставленные слова прочитаны обратно в текст, и получился связный абзац.

Ответ: 2357

1. 1. Звук — колебания частиц среды: воздуха, воды, металла. Без частиц колебаться нечему.
2. 2. В открытом космосе вакуум, среды нет, и звуковая волна не возникает — вариант 2.
3. 3. Вариант 1 подменяет причину температурой, вариант 4 говорит о скорости, которой в вакууме просто нет, вариант 3 объясняет лишь часть картины: даже без скафандра звук не пошёл бы.
4. 4. Проверка обратным случаем: радиоволна электромагнитная, ей среда не нужна, поэтому радиосвязь в космосе работает.

Ответ: 2

1. 1. Связь величин волны: v = λν, отсюда λ = v / ν.
2. 2. λ = 340 / 200 = 1,7 м.
3. 3. Проверка: чем выше частота, тем короче волна. Для 20 кГц (граница слышимости) получилось бы всего 1,7 см.

Ответ: 1,7

1. 1. Частоту волны задаёт источник, и при переходе в другую среду она не изменяется — цифра 3. Это фундаментальное свойство любой волны.
2. 2. Длина волны λ = v / ν: частота та же, скорость больше, значит, длина волны увеличивается — цифра 1.
3. 3. Ответ 31. Ловушка линии 12 — считать, что «в воде звук быстрее, значит, и частота выше»: быстрее становится распространение, а не колебание источника.

Ответ: 31

1. 1. 1) Плюс: в воде звук идёт со скоростью около 1500 м/с против 340 м/с в воздухе — в жидкости частицы расположены плотнее и передают колебания быстрее.
2. 2. 3) Плюс: слышимый диапазон — примерно от 16 до 20 000 Гц; ниже — инфразвук, выше — ультразвук.
3. 3. 2) Минус: амплитуда определяет громкость, а высоту — частота.
4. 4. 4) Минус: механическая волна в вакууме не распространяется.
5. 5. 5) Минус: эхо — это отражение звука от препятствия, а не преломление. Верны 1 и 3.

Ответ: 13

1. 1. Что дано текстом: прибор измеряет полное время — путь до дна и обратно, скорость звука в воде 1500 м/с.
2. 2. Физическая причина: сигнал проходит двойную глубину, поэтому h = vt / 2, а не vt. Именно на этом делении на два и строится задание.
3. 3. Вычисление: h = 1500 · 0,4 / 2 = 600 / 2 = 300 м.
4. 4. Следствие и проверка: если бы делить на два забыли, вышло бы 600 м — вдвое больше настоящей глубины. Ответ на линии 18 обязан содержать объяснение, почему время делят на два: эксперт ставит балл за обоснование, а не за число.

Ответ: h = 300 м: звук проходит двойную глубину, поэтому h = vt / 2

1. 1. Что берут: длинную стену без проёмов (стена школы), мерную ленту, секундомер, два бруска для резкого хлопка.
2. 2. Что делают: отходят от стены на измеренное расстояние s, делают серию хлопков и подбирают ритм так, чтобы каждый следующий хлопок совпадал с приходом эха от предыдущего; секундомером измеряют время N = 20 таких интервалов.
3. 3. Что наблюдают: s = (60,0 ± 0,1) м; время 20 интервалов t = (7,0 ± 0,1) с, то есть один интервал τ = 0,35 с.
4. 4. Расчётная формула и вычисление: звук проходит до стены и обратно, значит, v = 2s / τ = 2 · 60,0 / 0,35 ≈ 343 м/с.
5. 5. Погрешность и вывод: измерение двадцати интервалов вместо одного снижает вклад секундомера с 29 % до 1,4 %. Результат 343 м/с совпал с табличным значением для воздуха при 20 °C (340 м/с). Вывод: скорость звука в воздухе — около 340 м/с, и именно множитель 2 в формуле отличает верное решение от вдвое заниженного.

Ответ: v ≈ 343 м/с