Задание OGEPHYS5D0EDB: 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

Слух дельфинов

Среди всех систем организма дельфина одна из самых интересных – слуховая. Основные сведения об окружающей обстановке дельфин получает с помощью слуха. При этом он использует эхолокацию: анализирует эхо, возникающее при отражении издаваемых им звуков от окружающих предметов. Эхо даёт точные сведения не только о положении предметов, но и об их величине, форме, материале, т.е. позволяет дельфину создать картину окружающего мира не хуже или даже лучше, чем с помощью зрения. Дельфины воспринимают акустические колебания с частотами почти
в 10 раз более высокими, чем те, которые может различить человек (см. рисунок 1). Они способны слышать и звуки, мощность которых в 10–30 раз ниже доступных слуху человека.

Рисунок из условия ФИПИ

Рисунок 1. Диапазоны звуковых частот, воспринимаемых различными животными и человеком

Ультразвуковые сигналы, посылаемые дельфином, представляют собой последовательность коротких импульсов (щелчков), имеющих длительность порядка 0,01–0,1 мс.

Для того, чтобы сигнал был отражён препятствием, минимальный 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 ультразвуковая волна имеет острую направленность излучения, что очень важно для эхолокации, и намного медленнее затухает при распространении в воде.

Задание №1. Дайте развернутый ответ.

Может ли дельфин, используя сигнал частотой 100 кГц, обнаружить проплывающую впереди маленькую рыбку с длиной тела 5 см? Скорость звука в воде принять равной 1500 мс. Ответ поясните.

 


 

i
СВОЙСТВА ЗАДАНИЯ
КЭС:
1 МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
Тип ответа:Развернутый ответ
Номер: 5D0EDB
1 (0B82CA)
НЕ РЕШЕНО Изменить статус

Решение задания OGEPHYS5D0EDB

Ответ: Да.

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 = 100 кГц = 100000 Гц, v = 1500 м·с⁻¹, d = 5 см = 50 мм.
За один период волна проходит расстояние λ, поэтому
v = λν, λ = vν.
Подставляем частоту в герцах:
λ = 1500 м·с⁻¹100000 с⁻¹ = 0,015 м = 15 мм.
Сравниваем величины в одинаковых единицах:
d = 50 мм > 15 мм = λ.
Дельфин может обнаружить рыбку по указанному в условии критерию.
Проверка: произведение рассчитанной длины волны на частоту восстанавливает скорость:
v = λν.
v = 0,015 м · 100000 с⁻¹ = 1500 м·с⁻¹.
Вывод относится к упрощённому критерию задачи: он не утверждает, что рассеяние звука на меньших объектах в природе строго отсутствует. Ответ: да.

Механические волны. Продольные и поперечные волны. Длина волны и скорость распространения волны:: схема решения задания OGEPHYS5D0EDB
Обозначения: Исходный рисунок ФИПИ и пояснения к решению.

Помочь улучшить сайт

Напишите пожелание к сайту или решению либо сообщите о найденной неточности в задании OGEPHYS5D0EDB.

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.