Механика — Задание 18 ОГЭ по физике №00047275
Механика
№2. Задание 18
ID: 00047275
ТЕКСТ ЗАДАЧИ
Мы живём в мире звуков. Звуковые волны, различные по частоте, громкости, тембру, распространяются как в воздухе, так и в других средах − в воде, земле, горных породах и т.д.
Звуковая волна, распространяющаяся в воздухе, является продольной: частицы среды в ней совершают колебания вдоль направления распространения волны. Таким образом, вдоль направления звуковой волны распространяются регулярно чередующиеся области сжатий и разрежений воздушной среды.
Скорость звука в воздухе зависит от температуры. Как показывает теория, скорость звука в воздухе может быть определена по формуле $v = 20\sqrt{273 + t}$, где $t$ − температура воздуха в градусах. Например, при 0 °С скорость звука равна 330 м/с. При повышении температуры воздуха скорость звука возрастает, а при понижении температуры − уменьшается.
Интересное физическое явление представляет собой эхо. Его физическая природа хорошо известна – оно возникает в результате отражения звуковых волн от каких-либо препятствий. Если источник звука находится на расстоянии $L$ от препятствия, например, стены, то звук, исходящий от источника, достигнет стены за время $L/v$, где $v$ − скорость звука. Отразившись от стены, звук точно такое же время возвращается обратно к источнику. Значит, промежуток времени от момента, соответствующего началу эхо-сигнала, составляет $2L/v$. Наблюдатель услышит отчётливое эхо, не перекрывающееся с первоначальным сигналом, если длительность сигнала $\tau$ будет меньше упомянутого промежутка времени $\tau < 2L/v$.
УСЛОВИЕ
Источник звука находится на расстоянии 528 м от скалы. Школьники провели два опыта по измерению времени прихода эха: первый опыт провели весной при 0°С, а второй опыт - летом при температуре +30°С. Увеличился или уменьшился промежуток времени до прихода эхо-сигнала летом, и на сколько? Ответ поясните. Ответ дайте в секундах и округлите до десятых.
Источник: CтатГрад ОГЭ 20.10.2025 Физика 1
Решение
Формула скорости звука в воздухе:
$v = 20\sqrt{273 + t}$,
где $t$ — температура в °С.
Весной:
$v_1 = 20 \cdot \sqrt{273 + 0} \approx 330{,}4$ м/с.
Летом:
$v_2 = 20 \cdot \sqrt{273 + 30} \approx 348{,}1$ м/с.
Эхо проходит путь $2L$. Тогда весной:
$\tau_1 = \frac{2L}{v_1} = \frac{528 \cdot 2}{330{,}4} \approx 3{,}20$ с.
Летом:
$\tau_2 = \frac{2L}{v_2} = \frac{528 \cdot 2}{348{,}1} \approx 3{,}03$ с.
Следовательно, время уменьшилось на
$\Delta\tau = \tau_1 - \tau_2 \approx 3{,}20 - 3{,}03 = 0{,}17$ с $\approx 0{,}2$ с.
Ответ
Промежуток времени до прихода эха летом уменьшился примерно на 0,2 с, так как с ростом температуры скорость звука в воздухе увеличивается.
Другие задания по теме «Механика» (8)
- Задание 18 №00047300 — Текст к задаче: Один из важнейших законов в разделе физики, изучающем движение…
- Задание 18 №00047299 — ТЕКСТ ЗАДАЧИ Заряженные облака наводят на земной поверхности под собой…
- Задание 18 №00047274 — ТЕКСТ ЗАДАЧИ На скорость света не влияет ни скорость источника света, ни…
- Задание 18 №00047273 — ТЕКСТ ЗАДАЧИ Люди издавна стремились если не сохранить звук, то хотя бы как-то…
- Задание 18 №00047272 — ТЕКСТ ЗАДАЧИ При землетрясении или крупном взрыве в коре и толще Земли…
- Задание 18 №00046946 — ТЕКСТ ЗАДАЧИ Рыбы-брызгуны, род лучепёрых рыб семейства Toxotidae отряда…
- Задание 18 №00045977 — На рисунке представлена сейсмограмма, на которой зафиксированы поверхностные и…
- Задание 18 №00045344 — Врач проводит перкуссию сначала участков грудной клетки в месте прилегания…