Повні розв’язки, як у зошиті. Хочеш розібратися самостійно — під кожним завданням є «Пояснення з репетитором».
§ 21. Принципи стільникового зв’язку та радіолокації
Завдання 1 (с. 162)
Властивості звукової хвилі
Оберіть правильні твердження про хвилю від голосу людини (рис. 1): А — у повітрі поздовжня; Б — найшвидше у вакуумі; В — частота визначає тон; Г — відбивається лише від провідних тіл.
Розв’язання
Аналізуємо твердження А: звук у повітрі поширюється як поздовжня хвиля (частинки коливаються вздовж напрямку поширення), тому це вірно.
Перевіряємо твердження Б: механічні хвилі не можуть існувати в вакуумі, тому поширення там можливе лише для електромагнітних хвиль (наприклад, світла).
Розглядаємо твердження В: висота звуку (тон) дійсно залежить від частоти коливань джерела, отже це правильне твердження.
Оцінюємо твердження Г: звук може відбиватися від будь-яких перешкод, не лише провідних тіл, тому це твердження хибне.
Відповідь:
Правильні твердження — А та В.
Завдання 2 (с. 162)
Швидкість механічної хвилі на гірлянді
Гірлянда довжиною 0,75м коливається під час проходження однієї довжини хвилі. Частота коливань джерела — 6 коливань за 5 с. Знайти швидкість поширення хвилі.
Розв’язання
Знаходимо частоту коливань: ν=tN=5с6=1,2Гц.
З малюнка видно, що за час одного повного періоду хвиля проходить відстань 0,75м, отже λ=0,75м.
Обчислюємо швидкість: v=λν=0,75м⋅1,2Гц=0,9м/с.
Відповідь:
Швидкість поширення хвилі становить 0,9м/с (варіант А).
Завдання 3 (с. 162)
Властивості поздовжніх механічних хвиль
Визначте правильні твердження про поздовжні механічні хвилі серед наведених варіантів А–Г.
Розв’язання
Твердження А: механічні хвилі не можуть поширюватися у вакуумі, тому це властивість вірна.
Твердження Б: описує поперечні хвилі (коливання перпендикулярно до напрямку), а поздовжні мають коливання вздовж напрямку, тому твердження хибне.
Твердження В: основна деформація при поширенні поздовжньої хвилі — це стиснення та розтягнення середовища, що відповідає визначенню.
Твердження Г: поздовжні хвилі можуть поширюватися в газах (звук у повітрі), рідинах і твердих тілах, тому це твердження вірне.
Відповідь:
Правильні твердження — А, В та Г.
Завдання 4 (с. 162)
Кількість правильних тверджень про поздовжні хвилі
Оберіть усі правильні твердження щодо властивостей поздовжніх механічних хвиль серед варіантів А, Б, В, Г.
Розв’язання
Аналізуємо твердження А: «У повітрі ця хвиля є поздовжньою». Це правда, оскільки звук у повітрі — це поздовжня хвиля.
Перевіряємо твердження Б: «Найшвидше ця хвиля поширюється у вакуумі». Це неправильно, бо механічні хвилі взагалі не поширюються у вакуумі.
Розглядаємо твердження В: «Частота цієї хвилі визначає її тон». Це правильне твердження для будь-якої звукової хвилі.
Аналізуємо твердження Г: «Ця хвиля відбивається лише від провідних тіл». Це неправильно, механічні хвилі відбиваються від будь-яких перешкод (стіни, поверхні рідини тощо).
Відповідь:
А, В
Завдання 5 (с. 162)
Відстань до грозового хмари та порада щодо безпеки
Хлопчик побачив блискавку і через пів хвилини почув грім. Після цього гуркіт було чутно ще за 10 с після наступного спалаху. Знайти відстань до місця розряду та пораду щодо безпеки.
Розв’язання
Перетворюємо час першого спалаху в секунди: t1=0,5хв=30с. Обчислюємо відстань: s1=340м/с⋅30с=10200м=10,2км.
Обчислюємо відстань для другого спалаху: t2=10с, тоді s2=340м/с⋅10с=3400м=3,4км.
Оскільки відстань до грозового хмара стала меншою за 5 км (а тим більше за 1 км), небезпека є високою.
Відповідь:
Відстань до першого розряду — 10,2км, до другого — 3,4км. Так, хлопчикові потрібно якнайшвидше сховатися від грози.
Завдання 6 (с. 162)
Вчений, що виміряв швидкість звуку в металах
Уперше швидкість поширення звуку в металах виміряв... (варіанти: А Жан-Батист Біо, Б Жан Колладон, В Шарль Штурм, Г Марен Мерсенн).
Розв’язання
Жан-Батист Біо відомий своїми роботами зі звукових хвиль у повітрі та дослідами з резонансом.
Шарль Штурм відомий дослідженнями швидкості світла.
Марен Мерсенн сформулював закони гармонійних коливань (закони Мерсенна).
Жан Колладон у 1822 році виміряв швидкість звуку у воді, а згодом і у металах.