ГДЗ по физике, 9 класс, Перышкин, номер 38.3: Распространение звука. звуковые волны

План решения:

• Определить физическую природу звука как механической волны.
• Проанализировать влияние структуры материала (упругость и плотность) на скорость и затухание звуковых волн.
• Сравнить упругие и пористые материалы по качеству проведения звука.
• Привести конкретные примеры тел каждого типа.

Вычисление и анализ:

Звук распространяется в среде за счёт передачи колебаний от частицы к частице. Скорость звука v зависит от модуля упругости среды E и её плотности ρ: v=E/ρ

Упругие материалы (металлы, стекло, твёрдые породы дерева) обладают высоким модулем упругости и плотной структурой. Частицы в них сильно связаны между собой, что позволяет эффективно передавать механические колебания на большие расстояния с малыми потерями энергии. Поэтому такие материалы являются хорошими проводниками звука .

Пористые материалы (вата, пенопласт, войлок, мягкая древесина) содержат множество воздушных пустот и имеют рыхлую структуру. При прохождении звуковой волны через такой материал происходит многократное отражение и рассеивание энергии на границах раздела «твёрдое тело — воздух», а также вязкое трение внутри пор. Это приводит к быстрому затуханию звука. Следовательно, такие материалы являются плохими проводниками звука и используются как звукопоглотители или изоляторы.

Проверка:

Логично предположить, что если приложить ухо к рельсу (упругий металл), то звук шагов слышен лучше, чем через воздух, так как сталь проводит звук быстрее и эффективнее воздуха. Напротив, если обернуть источник звука ватой (пористый материал), громкость значительно снизится из-за поглощения энергии. Результаты анализа соответствуют известным акустическим свойствам материалов.