Качественные задачи. Механические колебания и волны
Оценка 4.7

Качественные задачи. Механические колебания и волны

Оценка 4.7
Карточки-задания +2
doc
физика
7 кл—11 кл +1
15.01.2017
Качественные задачи. Механические колебания и волны
Материал содержит подборку качественных задач по физике к разделу "Механические колебания и волны". Данный материал может быть использован преподавателями физики общеобразовательных школ и системы СПО с целью повышения мотивации к урокам физики, активизации познавательной деятельности на уроках и развития понимания практико-ориентированности данной дисциплины.
Механические колебания и волны.doc
Качественные задачи по теме «Механические колебания и волны» Скрипящий мел. Почему так ужасно скрипит мел, если мы неправильно держим его, когда пишем на доске? Как   влияет   на   скрип   положение   мела   относительно   доски   и   чем   определяется   частота издаваемого им звука? Почему скрипят двери и почему визжат шины автомобиля, когда он резко трогается с места?   Ответ:  Скрип   и   визг   в   рассмотренных   случаях   обусловлены   «зацеплением   и соскальзыванием». Так, мел, когда его неправильно держат, вначале зацепляется за доску, но когда пишущий достаточно сильно нажимает на мел, он внезапно соскакивает и начинает вибрировать, периодически «зацепляясь» за доску и вновь соскальзывая. Вследствие этого и возникает скрип. «Поющий бокал». Почему винный бокал «поет», если провести мокрым пальцем вдоль его края? Что именно  вызывает звучание бокала и почему палец при этом должен быть влажным и не масляным?  Что определяет частоту звука? Каковы колебания кромки бокала: поперечные или  продольные?   Ответ:   Палец   возбуждает   продольные   колебания,   распространяющиеся   вдоль   кромки. При   этом  возникают   также  поперечные   колебания,  перпендикулярные   кромке.  Последние вызывают движение жидкости.  Журчащий ручей. Вам, верно, случалось когда­нибудь солнечным днем лежать на травке, слушая журчание ручейка?   Почему   журчат   ручейки?   Почему   ревут   водопады   и   стремнины?   Чем   вызвано приятное шипение открываемой бутылки лимонада? Всмотритесь в прозрачный лимонад и попытайтесь связать этот звук с образованием, движением и разрывом газовых пузырьков.  Ответ: Отчасти журчание ручейка обусловлено пузырьками,    образующимися в быстро текущей   воде.   Возникновение   пузырьков   сопровождается   слабыми   звуками,   тогда   как колебания объема пузырьков и их «схлопывание» производят более громкие звуки. Звуки кипящей воды. Когда я подогреваю воду для кофе, то по звуку определяю момент ее закипания. Вначале  раздается шипение, которое постепенно нарастает, а затем уступает место более резкому  звуку. Перед самым же кипением этот звук становится мягче. Как объяснить происхождение  этих звуков, особенно смягчение звука перед тем, как вода закипает? Ответ:  Первый   звук   появляется,   когда   донышко   кастрюли   нагрелось   достаточно   для того,   чтобы   образовывались   пузырьки:   образование   каждого   пузырька   сопровождается щелчком,   а   все   вместе   они   создают   шипение.   При   дальнейшем   нагревании   пузырьки отделяются от дна, поднимаются в более холодный слой воды и там лопаются; при этом возникает еще более громкий звук. Его мы слышим до тех пор, пока вода не согревается настолько,   что  пузырьки   начинают  достигать   поверхности  и   разрываться  там.  Тогда  вода кипит   «белым   ключом»,   а  пузырьки,   лопающиеся   на  поверхности,   создают   более   мягкий, «плещущий» звук. Когда мы идем по снегу... Иногда снег скрипит под ногами, но это бывает лишь в те дни, когда температура воздуха существенно   ниже   нуля.   Что   создает   звук   и   почему   его   возникновение   зависит   от температуры? При какой примерно температуре снег начинает скрипеть?  Ответ: Если земля очень холодная (ее температура ниже −23 °С), то лед уже не тает под ногами, а трескается. Поглощение звука. Тишина после снегопада. Почему после снегопада так тихо? Конечно, машин и людей на улице меньше, чем обычно, но только этим нельзя объяснить тишину, вдруг опустившуюся на город. Что происходит с энергией уличного шума? Почему это случается, когда снег только что   выпал?   Подобное   ослабление   звука   наблюдают,   например,   участники   антарктических экспедиций, когда прорывают туннели в снегу: приходится кричать, чтобы быть услышанным на расстоянии пяти метров. Куда исчезает энергия звука?  Ответ:  Между   пушинками   свежевыпавшего   снега   существуют     маленькие   полости, благодаря которым такой снег поглощает звук так же, как звукопоглощающие покрытия в современных  служебных  помещениях. По мере уплотнения снега поглощение звука в нем ослабевает. По наблюдениям Д. Тиндаля, свежевыпавший снег не уменьшает радиуса слышимости: по­ видимому, он поглощает в основном высокие частоты, делая городские звуки более глухими. Щелканье суставов. Почему «трещат» пальцы? Почему нужно немного подождать, прежде чем сустав  сможет снова щелкнуть? Ответ: Треск суставов обусловлен разрывом крохотных    газовых пузырьков в жидкости, смазывающей суставы пальцев, который происходит, когда палец растягивается и давление в жидкости уменьшается. Требуется несколько минут, прежде чем жидкость снова поглотит газ и сустав опять щелкнет. Распространение звука.  Тембр голоса и гелий. Почему   голос   становится   высоким,   если   человек   вдохнет   гелий?   Будьте   предельно осторожны, когда вдыхаете гелий. В этом случае легко задохнуться, так как вдыхая гелий, человек   не   испытывает   никаких   неприятных   ощущений,   поскольку   при   этом   в   легких   не накапливается   углекислый   газ.   Никогда   не   вдыхайте   ни   водород,   ни   чистый   кислород! Водород взрывоопасен, а кислород поддерживает горение. При вдыхании этих газов даже искра разряда (который так часто возникает в одежде) может оказаться смертельной.  Ответ: Резонансные частоты полости рта (как и всякой    другой полости, заполненной газом) пропорциональны скорости звука в заполняющем ее газе. Скорость звука в гелии выше, чем в воздухе, поэтому голос становится более высоким. Микрофонный эффект. В эпоху рок­музыки для создания умопомрачительных эффектов широко использовалась обратная связь. Гитарист поворачивался к громкоговорителю, звук которого таким образом воздействовал на звукосниматель электрогитары и вновь усиливался. Аналогичный эффект возникает, когда диктор включает в кабине приемник, настроенный на волну радиостанции, которая ведет данную передачу. Что вызывает «звон» в этих случаях? Ответ:   Звук   от   громкоговорителя   воспринимается     звукоснимателем   электрогитары, усиливается и снова поступает в громкоговоритель. Частота возникающего при этом «звона» обратно пропорциональна интервалу времени между моментами возбуждения звукоснимателя струной и возникновения звука от громкоговорителя. Дифракция. Когда я закрываю дверь своего кабинета, которая выходит в шумный коридор, в кабинете становится тихо. Если же дверь открыть настежь, то шум мешает работать. А что если дверь приоткрыть чуть­чуть? Должно быть, это почти то же самое, что и закрыть ее? Однако в этом случае шум ничуть не меньше, чем при широко открытой двери. Почему же узкая щель так сильно усиливает шум в моем кабинете? Ответ: Звуковая волна дифрагирует на щели. Хотя дверь лишь слегка приоткрыта, звук, проникая через щель, распространяется по всей комнате. Резонанс. Когда вы поете в ванной комнате почему ваш голос звучит громче и приятней? Ответ: Когда вы поете на открытом воздухе, то слышите звуки собственного голоса   лишь в тот момент, когда их издаете. В ванной комнате каждый звук многократно отражается от   близко   расположенных   стен,   поэтому   он   слышен   дольше;   в   результате   ваш   голос приобретает   звонкость   (обусловленную   достаточно   продолжительным   звучанием высокочастотных   составляющих)   и   сочность   (благодаря   продолжительному   звучанию низкочастотных составляющих). «Поющие» провода. Почему телеграфные провода гудят на ветру? Почему пела на ветру мифическая эолова арфа? В частности, должны ли сами провода или струны арфы колебаться, чтобы создать звук?   И   если   они   движутся,   то   в   какой   плоскости   −   той,   в   которой   дует   ветер,   или перпендикулярно ей? Чем определяется частота слышимого звука? Предположим, вы хотите имитировать свист ветра в проводах, размахивая вилкой с длинными, тонкими зубьями. Как нужно размахивать ею: в плоскости зубьев или перпендикулярно ей? Попробуйте так и так. Отчего деревья шумят зимой? Почему шумит лес? Все ли деревья шумят одинаково? Ответ: При обтекании ветром провода или ветки дерева    воздушный поток становится неустойчивым,   и   тогда   с   препятствия   могут   срываться   вихри.   С   телеграфного   провода, например, вихри срываются попеременно то с верхней, то с нижней его части. Эти вихри и создают   колебания   давления   воздуха,   которые   мы   воспринимаем   как   звуки.   Если   ветер достаточно   силен,   то   колебания   давления   с   двух   сторон   провода   могут   заставить   его вибрировать целиком; впрочем, колебания провода не обязательны для возникновения звука. Так как локальные изменения давления обусловлены вихрями на верхней и нижней частях провода, то сам он вынужден совершать колебания перпендикулярно воздушному потоку. Размеры «пищалок» и низкочастотных динамиков. Почему в большинстве высококачественных систем звуковоспроизведения низкочастотные динамики по своим размерам много больше пищалок (высокочастотных динамиков)? Ответ:   Различие   размеров   динамиков   объясняется   двумя   основными   причинами.   Во­ первых,   большой   диффузор   не   «успевает»   колебаться   с   высокой   частотой,   и   на   его поверхности появляются изгибные волны. Поэтому в области высоких частот используется «легкий» диффузор сравнительно малых размеров. Во­вторых, динамик должен излучать звук так, чтобы он заполнял все помещение. Угловая ширина дифракционной картины зависит от соотношения между размерами диффузора и длиной звуковой волны. Волны малой длины (высокие   частоты)   на   большом   диффузоре   будут   излучаться   в   малом   угле,   то   есть направленно. Поэтому для того, чтобы высокие частоты хорошо заполняли помещение, они должны исходить из маленького динамика. Звуки. Одни   вечеринки   проходят   тихо,   другие   создают   много   шума.  Можете   ли   вы   грубо прикинуть критическое число гостей, при превышении которого вечеринка становится шумной? Критическим можно считать такой уровень шума, когда голос вашего собеседника более неразличим на фоне шума. Положим, хозяйка призвала гостей к порядку, на некоторое время воцарилась  тишина, а затем разговоры  вновь возобновились.  Через какое примерно время шум в комнате достигнет прежнего уровня? Ответ:   Предположим,   вы   разговариваете   с   кем­нибудь   в комнате.   Вы   одновременно слышите и непосредственную речь вашего собеседника, и ее звуки, отраженные от стен и   различных предметов. Если в комнате, кроме того, ведутся и другие разговоры, то возникает общий рассеянный шум, который ваш собеседник, чтобы вы слышали его, должен преодолеть. Уровень этого шума зависит от объема помещения, звукопоглощающей способности стен и находящихся в комнате предметов, а также от числа говорящих. Когда последнее достигает некоторого критического значения, голос вашего собеседника начинает тонуть в общем шуме. При дальнейшем увеличении числа говорящих, ему придется повысить голос, но, тоже самое сделают и другие, так что шум усилится.

Качественные задачи. Механические колебания и волны

Качественные задачи. Механические колебания и волны

Качественные задачи. Механические колебания и волны

Качественные задачи. Механические колебания и волны

Качественные задачи. Механические колебания и волны

Качественные задачи. Механические колебания и волны

Качественные задачи. Механические колебания и волны

Качественные задачи. Механические колебания и волны

Качественные задачи. Механические колебания и волны

Качественные задачи. Механические колебания и волны
Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.
15.01.2017