Физика-10 кл-Касьянов-ГДЗ-2006 (991541), страница 19
Текст из файла (страница 19)
2. Каждая точка стоячей поперечной вояны колеблется в перпендикулярном направлении к направлению распространения волн, породивших данную стоячую волну, по гармоническому закону, с определенным периодом внешнего возмущенна и некоторой определенной амплитудой. 3. Пучностями стоячей волны называются положения точек, в которых амплитуда колебаний наибольшая. Узлами стоячей волны называются положения неподвижных т<» чек стоячей волны, в которых амплитуда колебаний равна нулю. 4. Стоячис волны образуются в сз'руне, если на длине струны укладывается целое число полуволн. 5. Частота ч„колебаний в стоячей волны длиной 1 равна; и н„= —.
л, где и — скорость волны. Тогда первой гармоникой на- 27 зывается мода колебаний с частотой ч,, л-ым обертоном — мода колебаний с частотой и„. 1 У -"--( -1-Я "~--"-~ у, = Асоза 1+-~= Асоь~аг+а — ~; у, +у, =у= Асов аг-а-'~+ Асоз~аг+го — ~= и и х .. х х ., х =Ассвон соза-+Аапол гйпа-+Асозол сока — -Аз1пои мпа-'=- и и Р и к =-2Асоваг сова —. Таким образом, уравнение стоячей волнь1 х имеетвид: у=2Асоьаг сова-. я Гпввв 12 Мвхэпвчвсвив и э ковыв волны Езх 2.
Подставляя в уравнение у = 2А соя — сов езг из предыдущей за- 2к Л 2лх 2лг дачи значения вг= — н в= —, получим: у =2Асоь — соз— Т Т Л Т 2лх, 3. В узле амплитуда колебаний равна нулю: О= 2Асоз — ', сле- Л 2кхг 2лхв довательно, соз — ' = О. — '- — + лп, и о 7 . Отсюда коорди- Л Л 2 наты узлов: Л(л ) Л Л х = — — ч ли~= — + — и, ме2. 2к(2 ! 4 2 равна 2А: 2 ах„ — '" =кп, Л Амплитуда колебаний лля 2кх 2А = 2А сов — в., следовательно Л пучностей 2кх„ соз —" =1.
Л ?ш л н У. Отсюда координаты пучностей х„= —, л и 2. 2 4. Дйноо: Ла =О,бы Решение: Из решения задачи 3 следует, что координата Л Л уклон находится по формуле х„, = — +-и . Под- 4 2 ставляя и =О (первый узел) и в=3 (чегвертый ЗЛ Л узел), получим х = — и х = — + —. Тогда 4 " 2 3 !..=х -х ==Л. ч~ в 2 2 Отсюда Л=-Л =- Об=0 4м. н Отвез: Л=0,4 м. Л-? 172 73. Зе ьм волям .
кйшйниа: Для частоты и-й моды колебаний: и„= — . гл 2! Для основной моды и =1, поэтому 3500 1 т, = — =3500=3,5кГц. 2 0,5 Отдщ: т, =3,5 кГц. $73. Звуковые волны 1. Депо: и = 343 м!с Кшеннщ; По формуле Б=- определим диапазон длин волн: Х, = — = 2 1,4 и; Л = —, = 17,1 10 ' м .—.
17 м м. 343 343 16 20 1О' Язвят: от 17 мм до 21.4 м. ТВ ТБ! А ВОПРОСБ 1. Звуком называются упругие волны в среде, которые воспринимаются человеческим ухом. 2, Колеблющееся тело, создающее последовательные области низкого и высокого давлений воздуха (звуковую волну), является источником звука. Звук вызывает колебания с определенной частотой. Доходя до человеческого уха, зти колебания н воспринимаются человеком. 3.
К инфразвуковым относятся волны с частотой меньше 16 Гц, к звуковым — с частотой от 16 Гц до 20 кГц, к ультразвуковым -- с частотой больше 20 кГц. 4. Примерные размеры источников, генерирующих ннфразвуковые волны, равны порядка десятков метров, ультразвуковые волны— порядка нескольких миллиметров, звуковые - от нескольких миллиметров до нескольких метров. 5. Скорость звука в жидкости меньше скорости звука в твердом теле и больше скорости звука в газах. 173 Глава !а Меявнические л зе ееье яслям Рйщййне; Высота подъема пули определяется формулой для равнозамедленного движения.
"л = ю /- †. я/ я л 82 учитывая, что /= —, получим Ь =г~я — — —, г О 2 2 йй 9,8 686 откуда г, =к+ — =343+ ' =353 м/с. 2г 2 343 Ответ: т, = 353 м/с. Решеейие: Для летучих мышей длина волны: г, 1531 Х, = — '= —,=1,5 10 ' и =1,5 мм. т, 1О' Для дельфинов длина волны: Хд = -З- = — = 3,43 10 ' м = 3,43 мм, т 343 т, 1О' Я2йю: Х, = 1,5 мм; 1., = 3,43 мм. Ьщеуний: Определим, на какой глубине находится пред- 1531 0,01 мет: Й ю — = ' -"-7,6 м. 2 2 Щдщ: 6=7,бы. Рйщецце: При распространении звука в стали ! = и,г, от- ! куда / = — .
Прн распространении звука в воз- Уз духе ! = ц(/+ т) = г, ~ — + т (! т, 74. Высоте, теме иэ гость эв эа 174 Отсюда /= ' " .т= 3=1103 м. 343 1500 1500-343 Ювет: ! =1!03 м, В74. Высота, тембр и громкость звука ОТВЕТЬ/ НА ВО/ГРОСБ/ 1. Высоту звука определяет частота колебаний источника звука. 2. Отличие тембров звука одной частоты завнснт от формы звуко- вых колебаний. 3. Порог слышимости — зто минимальное давление воздуха, которое еще может воспринять человеческое ухо. При пороге слышимости интенснвность звука равна Тс = 1О Вт/м . 4. Болевой порог — зто максимальное давление воздуха, которое еще в состоянии воспринять человеческое ухо. Интенсивность звука при боленом пороге равна /ш =1 Вт/м'. 5. Уровень нитенснвностн звука Г оценивается как отношение падающей на поверхность 5 звуковой мощности Р к площади атой Р поверхности: /=- .
Интенсивность в СИ измеряется в ваттах на 5 квадратный метр ГВт/м ). ЗА АЧ Рашеййш По формуле (184) учебника ч„= —. Для 2/ М основной моды л = 1, тогда с, = —, откуда 2/ с-..2ч/=2 1О' 0,6 =1200 м/с. На длине струны должно укладываться целое число полуволн. Тогда максимальная с мода и = — ~. Поскольку )с= —,то - ~Р./2)~' ч, клава 72. Механические и зе новые волны 175 ! 2/т 1! 12 0,6.10' л =~ — 4~= — ' ~=3.
Слелователь- й 343 но, звук может иметь обертоны, равные л=1,2,3. Ответ: т, = 1200 мlс; л = 1, 2, 3 . Решеиние: / По формуле !185) учебника !)=10!н —; /а В / / — =10 —; — =10"; /о /» и» /= / !О" =1О " 10" =!О мкВт/м~. 1:~в~т: / =!ОикВтlм'. Рещение: / ! а=!к —; 1О" = —; /» /» /=/» !О"=10о !О»=!О "Вт/м'. Ответ: /=.1О о Вт/м~, Рещобне: / 2/ /, 0,=10!а — =!0)а —; В, =!0!к — '; /о /о /о !» 2/ 10' /, =/„!Ои; (1, =!010 — '=10)а2 1О'" = /, в» / !п2 =10(!а2+1л!О") =10~ — + — ' ~!п10 10/ =10(0,4343 2,9957+11)=1!ЗлБ.
Ответ: В, =113 лБ. 7а Высоте, те и е кость зе Р8ЩВни~: 7 1 7 ! 13=1018 —; 80=1018 —; 18 — =8', — =10'; оо оо 7о оа 7=7, 1О'; 3=10 н.10'=!О Втlм~. Мощность звука Ф = ХЯ =10 з 1О =10 ' Вт. Искомая энергия Е=/0 =10' 1=10'Дзк. Ятвд: Е =10'Дж. ЭЛЕКТРО ИНАМИКА Силы электромагнитного взаимодействия неподвижных зарядов В75. Электрический заряд. Квантование заряда ОТВЕТБ! НА ВОПРОСЫ 1. Наличие лишь снл притяжения привело бы к их неограниченному гравитационному сжатию.
Поэтому для существования тел стабильных размеров должны также действовать силы электромагнитного взаимодействия. 2. Электрический заряд характеризует способность тела к электро- магнитным взаимодействиям. 3. В настоящее время наименьшим известным зарядом обладает электрон; е=-1,6 1О "Кл. Другие элементарные частицы (каарки) мо- 2 ! туг обладать еще меньшим зарядом — е, -е, но они не наблюда- 3 3 лись экспериментально в свободном стабильном состоянии.
4. Любой электрический заряд кратен заряду электрона. б. Если свободные кварки будут экспериментально обнаружены и их заряд будет меньше заряда электрона, то изменится только величина минимального заряда, а не принцип квантования зарядов, потому что заряд кварка, как и заряд электрона, неделим и неизменен. й7б. Электризация тел. Закон сохранения заряда 7'ВЕТБ! НА В ПР СБ! 1. При трении двух тел друг о друга часть электронов с одного тела переходит на другое тело. На теле с избыточным количеством электронов образуется отрицательный заряд, на отдавшем электроны теле образуется положительный заряд.
2. Поскольку энергия связи электронов с молекулами шерсти меньше, чем с молекулами дерева, то часть электронов с шереги перейдет на лерево. При этом дерево зарядится отрицательно, а шерсть кои~хи положительно. 7 Бориса» 1тв 3. При электризации масса тела уменьшается, если тело отдает электроны, и увеличивается, если тело их принимает. Электроны обладают массой, но изменение массы настолько мало, что экспериментально не обнаруживается. 4. Магнитофонная пленка,днятая с кассеты, притягивается к различ- ным предметам, поскольку она была наэлектризована трением. С.
Алгебраическая сумма зарядов в электрически изолированной системе остается постоянной. ЗА АЧИ Решение: В атоме урана содержится 92 электрона и 92 протона,т. е. 9, =Ц=92 16!О'" =14700 "Кл. ь!гает: 9, = !9 ~ = 1,47 10 " Кл. Решейие: Поскольку капля воды электронейтральна, то д, =~ 4 ~. В одной молекуле воды Н,О содержится 1О электронов и 10 протонов.
Общий заряд протонов 9, = !О Фе, где чис- гл ло молекул воды У= —, а масса воды т = р Р . Таким образом, -1О рре 10 10" 910' ! 6 1О " -480кл 3 !Оча Ювет: 4, = !д ! = 480 Кл. 3. Рдшднну; Число перешедших электронов АГ= — = ' н =3 ° 10'Кл. 9 -48!О и е -1,6!О" Я!пег: И =3 1О'Кл.
Глава 13, Сипы апенгп аанипюноаи вааииидейспвия непсдеианых аа ядав 179 4. Минимальное различие модулей зарядов равно е = -1, б 1О '" Кл. Поскольку Ц с е, то такой процесс невозможен. 5. Решение: Заряд, оставшийся на шерсти: %„--д--3 1О икл Поскольку у шерсти отрицательный заряд, то электроны перешли на шерсть. Их число: Н= — = и=510. -В 1О ' е — 1,610н Ответ: и„=-8 10 и Кл; Л = 5 1О', ~77. Закон Кулона ОТВЕТЫ Н4 ВО!!РОСЫ 1. В своих опытах по измерению силы взаимодействия зарядов Кулон использовал крутильные весы.
Сферы, имеющие одноименные заряды, начинали оттазкияаться, закручивая нить весов. По величине угла поворота коромысла Кулон определял силу взаимодействия зарялов. 2. Сила взаимодействия Ею межлу двумя нсподвнжнымн гочсчны- ми ырядамн и, и из. находящимися в вакууме, прямо пропорциональна произведению модулей этих зарядов и обратно пропорциональна квалрату расстояния г между ними', Г„= !г — ~ —,~, где 1ЧНЧ,1 !г = 9 10' Пм'1Кл~ — коэффициент пропорциональное ги в светел~с СИ. Сила взаимодействия направлена по прямой. соединяющей заряды.
В таком виде закон Кулона выполняется лля материальных точек. ц2 3. Сила отталкивания двух протонов Е„= —. Гила их гравитацион- О „Е !г!' ного притяжения Тг =- —. Огношениесил — '= — =1,24 1Ои, я Е Ога' в 77. Эллен К лснв 4, Эти силы не учитываются, поскольку макроскопические тела обычно электронейтральны. 5. Кулоновсквя сила взаимодействия учеников, сидящих за одной партой, если бы доля избыточных электронов в их телах была бы 1% от полного количества электронов тела, была бы порядка веса Земли (- 1Ом Н).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
