Wimbi la sauti husafiri kutoka kwa maji hadi angani. Uenezi wa sauti

Ili sauti ienee, kati ya elastic inahitajika. Katika ombwe, mawimbi ya sauti hayawezi kueneza, kwa kuwa hakuna kitu cha kutetema hapo. Hili linaweza kuthibitishwa na uzoefu rahisi. Ikiwa tutaweka kengele ya umeme chini ya kengele ya kioo, basi hewa inapopigwa kutoka chini ya kengele, tutagundua kwamba sauti kutoka kwa kengele itakuwa dhaifu na dhaifu hadi itaacha kabisa.

Sauti katika gesi. Inajulikana kuwa wakati wa dhoruba ya radi tunaona kwanza mwanga wa umeme na tu baada ya muda tunasikia sauti ya radi (Mchoro 52). Ucheleweshaji huu hutokea kwa sababu kasi ya sauti katika hewa ni ndogo sana kuliko kasi ya mwanga kutoka kwa umeme.

Kasi ya sauti hewani ilipimwa kwa mara ya kwanza mnamo 1636 na mwanasayansi wa Ufaransa M. Mersenne. Kwa joto la 20 ° C ni sawa na 343 m / s, yaani 1235 km / h. Kumbuka kwamba ni kwa thamani hii kwamba kasi ya risasi iliyopigwa kutoka kwa bunduki ya mashine ya Kalashnikov (PK) inapungua kwa umbali wa 800 m. kasi ya kuanzia risasi 825 m / s, ambayo kwa kiasi kikubwa inazidi kasi ya sauti katika hewa. Kwa hivyo, mtu anayesikia sauti ya risasi au filimbi ya risasi hana haja ya kuwa na wasiwasi: risasi hii tayari imepita kwake. Risasi hukimbia sauti ya risasi na kumfikia mwathirika wake kabla ya sauti kufika.

Kasi ya sauti inategemea joto la kati: kwa kuongezeka kwa joto la hewa huongezeka, na kwa kupungua kwa joto la hewa hupungua. Katika 0 ° C, kasi ya sauti katika hewa ni 331 m / s.
Sauti husafiri kwa kasi tofauti katika gesi tofauti. Uzito mkubwa wa molekuli za gesi, kasi ya chini ya sauti ndani yake. Hivyo, kwa joto la 0 ° C, kasi ya sauti katika hidrojeni ni 1284 m / s, katika heliamu - 965 m / s, na katika oksijeni - 316 m / s.

Sauti katika kioevu. Kasi ya sauti katika vimiminika kawaida ni kubwa kuliko kasi ya sauti katika gesi. Kasi ya sauti ndani ya maji ilipimwa kwa mara ya kwanza mnamo 1826 na J. Colladon na J. Sturm. Walifanya majaribio yao kwenye Ziwa Geneva nchini Uswisi (Mchoro 53). Kwenye boti moja walichoma baruti na wakati huo huo wakapiga kengele iliyotupwa ndani ya maji. Sauti ya kengele hii, kwa kutumia pembe maalum, pia iliyoshushwa ndani ya maji, ilikamatwa kwenye mashua nyingine, ambayo ilikuwa umbali wa kilomita 14 kutoka kwa kwanza. Kulingana na muda wa muda kati ya mwanga wa mwanga na kuwasili kwa ishara ya sauti, kasi ya sauti katika maji imeamua. Kwa joto la 8 ° C iligeuka kuwa takriban 1440 m / s.

Katika mpaka kati ya mazingira mawili tofauti, sehemu wimbi la sauti inaonyeshwa, na zingine hupita. Wakati sauti inapita kutoka kwa hewa hadi maji, 99.9% ya nishati ya sauti huonyeshwa nyuma, lakini shinikizo katika wimbi la sauti linalopitishwa ndani ya maji ni karibu mara 2 zaidi. Mfumo wa kusikia wa samaki humenyuka kwa usahihi kwa hili. Kwa hiyo, kwa mfano, mayowe na kelele juu ya uso wa maji ni njia sahihi kuwatisha viumbe vya baharini. Mtu ambaye anajikuta chini ya maji hataziwi na mayowe haya: wakati wa kuzamishwa ndani ya maji, "plugs" za hewa zitabaki masikioni mwake, ambayo itamokoa kutokana na sauti nyingi.

Wakati sauti inapita kutoka kwa maji hadi hewa, 99.9% ya nishati huonyeshwa tena. Lakini ikiwa wakati wa mpito kutoka hewa hadi maji shinikizo la sauti liliongezeka, sasa, kinyume chake, inapungua kwa kasi. Ni kwa sababu hii, kwa mfano, kwamba sauti ambayo hutokea chini ya maji wakati jiwe moja linapiga mwingine haifikii mtu hewa.

Tabia hii ya sauti kwenye mpaka kati ya maji na hewa iliwapa babu zetu sababu ya kuamini ulimwengu wa chini ya bahari"ulimwengu wa ukimya." Kwa hivyo usemi: "Nyamaza kama samaki." Hata hivyo, Leonardo da Vinci pia alipendekeza kusikiliza sauti za chini ya maji kwa kuweka sikio lako kwenye kasia iliyoteremshwa ndani ya maji. Kwa kutumia njia hii, unaweza kuhakikisha kwamba samaki wanazungumza sana.

Sauti ndani yabisi . Kasi ya sauti katika yabisi ni kubwa kuliko katika vimiminika na gesi. Ikiwa utaweka sikio lako kwenye reli, utasikia sauti mbili baada ya kupiga mwisho mwingine wa reli. Mmoja wao atafikia sikio lako kwa reli, nyingine kwa hewa.

Dunia ina conductivity nzuri ya sauti. Kwa hivyo, katika siku za zamani, wakati wa kuzingirwa, "wasikilizaji" waliwekwa kwenye kuta za ngome, ambao, kwa sauti iliyopitishwa na ardhi, wangeweza kuamua ikiwa adui alikuwa akichimba kuta au la. ardhini, pia walifuatilia mbinu ya wapanda farasi wa adui.

Mango hufanya sauti vizuri. Shukrani kwa hili, watu ambao wamepoteza kusikia wakati mwingine wanaweza kucheza kwa muziki unaofikia mishipa yao ya kusikia si kwa njia ya hewa na sikio la nje, lakini kupitia sakafu na mifupa.

1. Kwa nini wakati wa dhoruba ya radi tunaona kwanza umeme na kisha kusikia ngurumo? 2. Kasi ya sauti katika gesi inategemea nini? 3. Kwa nini mtu aliyesimama kwenye ukingo wa mto hasikii sauti zinazotokea chini ya maji? 4. Kwa nini “wasikiaji” ambao katika nyakati za kale walichunguza kazi ya kuchimba ya adui mara nyingi walikuwa vipofu?

Jukumu la majaribio. Weka ubao (au mtawala mrefu wa mbao) upande mmoja saa ya Mkono, weka sikio lako kwenye ncha yake nyingine. Unasikia nini? Eleza jambo hilo.

Wakati wa kukamilisha kazi 22 na jibu la kina, kwanza andika nambari ya kazi na kisha jibu kwake. Jibu kamili haipaswi kujumuisha tu jibu la swali, lakini pia mantiki yake ya kina, iliyounganishwa kimantiki.

Glasi ya chai ya moto iliachwa kwenye chumba kikubwa na chenye ubaridi. Baada ya muda, joto la chai likawa sawa na joto la hewa inayozunguka. Je, nguvu zilibadilikaje? mionzi ya joto na kunyonya chai kwa joto? Eleza jibu lako.

Onyesha jibu

Mfano wa jibu linalowezekana

Nguvu ya mionzi ya joto ilipungua, nguvu ya kunyonya ya mafuta ilibakia bila kubadilika.

Chai, kwa upande mmoja, hutoa mionzi ya joto, kwa upande mwingine, inachukua mionzi ya joto kutoka kwa hewa inayozunguka. Hapo awali, mchakato wa mionzi hutawala na chai hupoa. Kadiri halijoto inavyopungua, nguvu ya mionzi ya joto kutoka kwa chai hupungua hadi inalingana na kiwango cha kunyonya kwa mionzi ya joto kutoka kwa hewa ndani ya chumba. Zaidi ya hayo, joto la chai halibadilika.

Unapomaliza kazi 23–26, andika nambari ya kazi kwanza kisha jibu lake.

Kusanya usanidi wa majaribio ili kusoma utegemezi wa nguvu mkondo wa umeme katika kupinga kutoka kwa voltage kwenye mwisho wake. Tumia chanzo cha sasa cha 4.5 V, voltmeter, ammita, ufunguo, rheostat, nyaya zinazounganisha, kizuia kilichoandikwa R 1.

Katika fomu ya jibu

1) chora mchoro wa umeme wa jaribio;

2) kutumia rheostat kuweka nguvu ya sasa kwa zamu. saketi 0.4 A, 0.5 A na 0.6 A na kupima thamani katika kila kisa voltage ya umeme kwenye ncha za kupinga, onyesha vipimo vya sasa na vya voltage kwa kesi tatu kwa namna ya meza (au grafu);

3) kuunda hitimisho kuhusu utegemezi wa sasa wa umeme katika kupinga kwenye voltage kwenye mwisho wake.

Onyesha jibu

1) Mpango usanidi wa majaribio

2)

3) Hitimisho: wakati sasa katika kondakta huongezeka, voltage inayotokana na mwisho wa kondakta pia huongezeka.

Kazi ya 24 ni swali linalohitaji jibu lililoandikwa. Jibu kamili haipaswi kujumuisha tu jibu la swali, lakini pia mantiki yake ya kina, iliyounganishwa kimantiki.

Boti ya mfano inaelea kwenye mtungi wa maji. Je, kina cha kuzamisha (sediment) cha mashua kitabadilika (na ikiwa kitabadilika, vipi) ikiwa kitahamishwa kutoka Duniani hadi Mwezini? Eleza jibu lako.

Onyesha jibu

Mfano wa jibu linalowezekana

Haitabadilika.

Mashua inatumbukizwa ndani ya maji hadi nguvu ya buoyant inayofanya kazi kwenye mashua kutoka kwenye maji ikisawazisha nguvu ya mvuto. Ya kina cha kuzamishwa (rasimu) ya mashua imedhamiriwa kwa kutimiza hali: F nzito = F nje (1). Kuongeza kasi kuanguka bure chini ya Mwezi kuliko Duniani. Lakini kwa kuwa nguvu zote mbili zinalingana moja kwa moja na kuongeza kasi ya mvuto, basi nguvu zote mbili F nzito na F juu zitapungua kwa nambari sawa nyakati, na usawa (1) hautavunjwa.

Kwa kazi 25-26 unahitaji kuandika suluhisho kamili, ambayo inajumuisha kuingia masharti mafupi tatizo (Kutolewa), fomula za kurekodi, matumizi ambayo ni muhimu na ya kutosha kutatua tatizo, na pia mabadiliko ya hisabati na hesabu zinazoongoza kwa jibu la nambari.

Tunajua kwamba sauti husafiri angani. Ndiyo maana tunaweza kusikia. Hakuna sauti zinazoweza kuwepo katika ombwe. Lakini ikiwa sauti inapitishwa kupitia hewa, kwa sababu ya mwingiliano wa chembe zake, je, haitapitishwa pia na vitu vingine? Mapenzi.

Uenezi na kasi ya sauti katika vyombo vya habari tofauti

Sauti haisambazwi tu na hewa. Labda kila mtu anajua kwamba ikiwa utaweka sikio lako kwenye ukuta, unaweza kusikia mazungumzo ndani chumba kinachofuata. KATIKA kwa kesi hii sauti hupitishwa na ukuta. Sauti husafiri kwa maji na vyombo vingine vya habari. Aidha, uenezaji wa sauti katika mazingira tofauti hutokea kwa njia tofauti. Kasi ya sauti inatofautiana kulingana na dutu.

Inashangaza kwamba kasi ya sauti katika maji ni karibu mara nne zaidi kuliko hewa. Hiyo ni, samaki husikia "haraka" kuliko sisi. Katika metali na kioo, sauti husafiri kwa kasi zaidi. Hii ni kwa sababu sauti ni mtetemo wa kati, na mawimbi ya sauti husafiri kwa kasi zaidi katika midia bora zaidi.

Wiani na conductivity ya maji ni kubwa zaidi kuliko ile ya hewa, lakini chini ya ile ya chuma. Ipasavyo, sauti hupitishwa kwa njia tofauti. Wakati wa kusonga kutoka kati hadi nyingine, kasi ya sauti hubadilika.

Urefu wa wimbi la sauti pia hubadilika linapopita kutoka kati hadi nyingine. Tu frequency yake inabakia sawa. Lakini hii ndiyo sababu tunaweza kutambua ni nani hasa anayezungumza hata kupitia kuta.

Kwa kuwa sauti ni mitetemo, sheria na fomula zote za mitetemo na mawimbi zinatumika vyema kwa mitetemo ya sauti. Wakati wa kuhesabu kasi ya sauti katika hewa, inapaswa pia kuzingatiwa kuwa kasi hii inategemea joto la hewa. Joto linapoongezeka, kasi ya uenezi wa sauti huongezeka. Katika hali ya kawaida kasi ya sauti hewani ni 340,344 m/s.

Mawimbi ya sauti

Mawimbi ya sauti, kama inavyojulikana kutoka kwa fizikia, hueneza ndani vyombo vya habari vya elastic. Hii ndiyo sababu sauti hupitishwa vizuri na dunia. Kwa kuweka sikio lako chini, unaweza kusikia sauti ya nyayo, kwato zinazopiga, na kadhalika kutoka mbali.

Kama mtoto, labda kila mtu alifurahiya kuweka sikio lake kwenye reli. Sauti ya magurudumu ya treni hupitishwa kando ya reli kwa kilomita kadhaa. Ili kuunda athari ya kunyonya sauti ya nyuma, vifaa vya laini na vya porous hutumiwa.

Kwa mfano, ili kulinda chumba kutoka kwa sauti za nje, au, kinyume chake, kuzuia sauti kutoka kwenye chumba hadi nje, chumba kinatibiwa na kuzuia sauti. Kuta, sakafu na dari zimefunikwa na vifaa maalum kulingana na polima zenye povu. Katika upholstery vile sauti zote hupotea haraka sana.