Механические колебания и волны. Звук. Решение заданий ОГЭ

КОЛЕБАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ
Колебания – один из самых распространенных процессов в природе и технике.
крылья насекомых и птиц в полете,
высотные здания и высоковольтные провода под действием ветра,
маятник заведенных часов и автомобиль на рессорах во время движения,
уровень реки в течение года и температура человеческого тела при болезни.

Амплитуда, период, частота колебаний
А - амплитуда механических гармонических колебаний - модуль наибольшего смещения колеблющегося тела (материальной точки) от положения равновесия. Единица измерения амплитуды – 1 метр.
Т - период колебаний – время, за которое колеблющееся тело совершит одно полное колебание
ν - частота (величина, обратная периоду) показывает, сколько колебаний совершается за единицу времени
Амплитуда
Период

Механические волны.
Звук
Явление распространения колебаний в пространстве с течением времени называется механической волной.
Механические волны бывают
поперечными и
продольными:
колебания частиц поперечной волны происходят перпендикулярно (поперек) направлению распространения волны
колебания частиц продольной волны – вдоль этого направления

Механические волны.
Звук
Продольные волны – это периодические сгущения и разрежения среды. Поэтому такие волны могут существовать в любых телах – твердых, жидких, газообразных.
Поперечные волны могут существовать лишь в твердых телах (для распространения такой волны необходимо "жесткое" расположение частиц среды, чтобы между ними могли возникать силы упругости).
Простейшая одномерная модель твердого тела

Характеристики волн
Физическая величина, равная отношению длины волны (λ) к периоду колебаний ее частиц (T), называется скоростью волны
Расстояние между двумя ближайшими частицами среды, находящимися в одинаковом состоянии, называется длиной волны.
Период колебаний частиц равен периоду колебаний возбудителя волны.
Скорость распространения волн в различных средах различна
λ

Звук. Звуковые волны
Звуковыми волнами или просто звуком принято называть волны, воспринимаемые человеческим ухом.
Волны с частотой менее 20 Гц называются инфразвуком, а с частотой более 20 кГц – ультразвуком.
Скорость звука в воздухе ≈ 330 м/с.
Скорость распространения звуковых волн в разных средах неодинакова. Медленнее всего звук распространяется в газах.
В жидкостях звук распространяется быстрее.
В твердых телах – еще быстрее.
В стальном рельсе, например, звук распространяется со скоростью » 5000 м/с.
При распространении звука в газе атомы и молекулы колеблются вдоль направления распространения волны.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВУКА
Громкость звука определяется амплитудой волны
Высота звука определяется частотой волны
t
x
Более громкий звук
Более высокий голос

Какова длина математического маятника с периодом колебаний Т = 1 с?
1) 100 см
2) 55 см
3) 25 см
4) 15 см

Ультразвуковой сигнал с частотой 30 кГц возвратился после отражения от дна моря на глубине 150м через 0,2 с. Какова длина ультразвуковой волны?
а) 0,0125 м
б) 0.05 м
в) 12,5 м
г) 15 м
д) 25 м

На рисунке представлен график зависимости давления воздуха от координаты в некоторый момент времени при распространении звуковой волны. Длина звуковой волны равна
0,4 м
0,8
1,2
1,6 м

Какова примерно частота колебаний маятника длиной 2,5м?
2 Гц
1 Гц 0.5 Гц
0.32 Гц
3.14 Гц

На рисунке отображен шнур, по которому распространяется поперечная волна в некоторый момент времени. Расстояние между какими точками равно половине длины волны?
OB
AB
OD
AD

На рисунке показан профиль волны, распространяющейся по воде.
Расстояние между какими точками на рисунке равно длине волны?
1 – 2
1 – 3
1 – 4
2 - 5

При переходе из одной среды в другую длина звуковой волны увеличилась в 3 раза. Как при этом изменилась высота звука?
1) увеличилась в 3 раза
2) уменьшилась в 3 раза
3) не изменилась
4) увеличилась в 9 раз