Задание OGEPHYS249E22: Механические волны. Продольные и поперечные волны. Длина волны и скорость распространения волны:

ФИПИ · ОГЭ · все форматы ответа · 1506 заданий

Открыть решение ↓ Ошибка или пожелание

Учебные темы: Механические волны. Продольные и поперечные волны. Длина волны и скорость распространения волны:; Звук. Громкость и высота звука. Отражение звуковой волны на границе двух сред. Инфразвук и ультразвук; Физические явления в природе: примеры движения с различными скоростями в живой и неживой природе, действие силы трения в природе и технике, приливы и отливы, движение планет Солнечной системы, реактивное движение живых организмов, рычаги в теле человека, влияние атмосферного давления на живой организм, плавание рыб, восприятие звуков животными, землетрясение, сейсмические волны, цунами, эхо; Работа с физическим текстом и данными.

Общее условие

Как ориентируются летучие мыши

Летучие мыши обычно живут огромными стаями в пещерах. Влетая
и вылетая из пещеры, каждая мышь издаёт неслышимые нами звуки. Одновременно эти звуки издают тысячи мышей, но это никак не мешает им прекрасно ориентироваться в пространстве в полной темноте и летать,
не сталкиваясь друг с другом. Почему летучие мыши могут уверенно летать
в полнейшей темноте, не натыкаясь на препятствия?

Сегодня главный секрет ориентации летучих мышей можно считать раскрытым: они обладают поразительными по своему совершенству органами ультразвуковой локации. Оказалось, что во время полёта мышь излучает короткие сигналы на частотах примерно от 50 до 100 кГц, а затем принимает отражённые эхо-сигналы, которые приходят к ней от ближайших препятствий и пролетающих вблизи насекомых (см. рисунок 1).

 

Рисунок из условия ФИПИ

Рисунок 1

 

Для того, чтобы сигнал был отражён препятствием, наименьший линейный размер этого препятствия должен быть не меньше длины волны посылаемого звука. Использование ультразвука позволяет обнаружить предметы меньших размеров, чем это было бы возможно с помощью более низких звуковых частот. Кроме того, использование ультразвуковых сигналов связано с тем, что с уменьшением длины волны легче реализуется направленность излучения, а это очень важно для эхолокации.

Задание №1. Дайте развернутый ответ.

Может ли летучая мышь, посылая сигнал частотой 80 кГц, обнаружить мошку размером 1 мм? Скорость звука в воздухе принять равной 320 м с . Ответ поясните.

 


 

i
СВОЙСТВА ЗАДАНИЯ
КЭС:
1 МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
Тип ответа:Развернутый ответ
Номер: 249E22
1 (F57CDE)
НЕ РЕШЕНО Изменить статус

Решение задания OGEPHYS249E22

Ответ: Нет.

Используем модель обнаружения, прямо заданную в тексте: отражённый сигнал позволяет обнаружить объект, если его указанный характерный размер d не меньше длины волны λ. Распространение рассматриваем относительно неподвижной среды; ось направим от животного к объекту. Для сравнения размеров достаточно скорости звука и частоты, расстояние до цели не задано.
Дано: ν = 80 кГц = 80000 Гц, v = 320 м·с⁻¹, d = 1 мм = 1 мм.
За один период волна проходит расстояние λ, поэтому
v = λν, λ = vν.
Подставляем частоту в герцах:
λ = 320 м·с⁻¹80000 с⁻¹ = 0,004 м = 4 мм.
Сравниваем величины в одинаковых единицах:
d = 1 мм < 4 мм = λ.
Летучая мышь не может обнаружить мошку по указанному в условии критерию.
Проверка: произведение рассчитанной длины волны на частоту восстанавливает скорость:
v = λν.
v = 0,004 м · 80000 с⁻¹ = 320 м·с⁻¹.
Вывод относится к упрощённому критерию задачи: он не утверждает, что рассеяние звука на меньших объектах в природе строго отсутствует. Ответ: нет.

Механические волны. Продольные и поперечные волны. Длина волны и скорость распространения волны:: схема решения задания OGEPHYS249E22
Обозначения: Исходный рисунок ФИПИ и пояснения к решению.

Помочь улучшить сайт

Напишите пожелание к сайту или решению либо сообщите о найденной неточности в задании OGEPHYS249E22.

Сообщение увидит только команда сайта: на странице оно не публикуется.

Комментарии к решению

Комментарии видны всем посетителям сайта.

Комментариев пока нет. Будьте первым.

Чтобы оставить комментарий, войдите или зарегистрируйтесь.