ID: 00010789
Балалайку настроили в теплом помещении, а затем вынесли на улицу в морозный день. Звучание балалайки изменилось. Благодаря какому явлению наблюдалось изменение звучания?
1) малая сжимаемость твердых тел
2) тепловое расширение/сжатие твердых тел
3) тепловое равновесие твердых тел
4) передача давления твердыми телами
Источник: ФИПИ
Струны балалайки состоят из молекул. При нагревании молекулы движутся интенсивнее и располагаются дальше друг от друга — материал струны расширяется, натяжение уменьшается.
При охлаждении (вынос на мороз) молекулы сближаются — материал сжимается, струна укорачивается и натяжение возрастает. Изменение натяжения меняет частоту колебаний струны, а значит, и звучание инструмента.
Это явление называется тепловым расширением и сжатием твёрдых тел:
$$\Delta l = \alpha \cdot l_0 \cdot \Delta T$$
где $\alpha$ — коэффициент линейного расширения материала струны, $l_0$ — исходная длина, $\Delta T$ — изменение температуры.
При вынесении на мороз $\Delta T \lt 0$, поэтому $\Delta l \lt 0$ — струна сжимается, что изменяет тон звучания.