Задание OGEPHYS920444: 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.

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. Кроме того, использование ультразвуковых сигналов связано с тем, что с уменьшением длины волны улучшается направленность излучения, а это очень важно для эхолокации.

Задание №1. Дайте развернутый ответ.

Может ли летучая мышь, посылая сигнал частотой 80 кГц, обнаружить муху размером 1 см? Скорость звука в воздухе принять равной 320 Рисунок из условия ФИПИ. Ответ поясните.


 

i
СВОЙСТВА ЗАДАНИЯ
КЭС:
1 МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
Тип ответа:Развернутый ответ
Номер: 920444
1 (F0FD8E)
НЕ РЕШЕНО Изменить статус

Решение задания OGEPHYS920444

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 = 80 кГц = 80000 Гц, v = 320 м·с⁻¹, d = 1 см = 10 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 = 10 мм > 4 мм = λ.
Летучая мышь может обнаружить муху 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: да.

Механические волны. Продольные и поперечные волны. Длина волны и скорость распространения волны:: схема решения задания OGEPHYS920444
Обозначения: Исходный рисунок ФИПИ и пояснения к решению.

Помочь улучшить сайт

Напишите пожелание к сайту или решению либо сообщите о найденной неточности в задании OGEPHYS920444.

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.