Скорость звука в воздухе 340м/с, скорость звука в воде 1500м/с. Как изменяется длина волны звука при...

Для ответа на этот вопрос рассмотрим физические величины, связанные со звуковой волной, такие как скорость звука, частота и длина волны.

Дано:

• Скорость звука в воздухе, ( v_{\text{воздух}} = 340 \ \text{м/с} )
• Скорость звука в воде, ( v_{\text{вода}} = 1500 \ \text{м/с} )

Решение:

1. Частота звуковой волны: Частота (( f )) звуковой волны остается постоянной при переходе из одной среды в другую. Это означает, что частота звука в воздухе и в воде одна и та же.

2. Длина волны: Длина волны (( \lambda )) связана со скоростью звука (( v )) и частотой (( f )) через уравнение: [ \lambda = \frac{v}{f} ]

3. Длина волны в воздухе: Обозначим длину волны в воздухе как ( \lambda{\text{воздух}} ). Тогда: [ \lambda{\text{воздух}} = \frac{v_{\text{воздух}}}{f} ]

4. Длина волны в воде: Обозначим длину волны в воде как ( \lambda{\text{вода}} ). Тогда: [ \lambda{\text{вода}} = \frac{v_{\text{вода}}}{f} ]

5. Отношение длин волн: Чтобы найти, как изменяется длина волны при переходе звуковой волны из воздуха в воду, найдем отношение длины волны в воде к длине волны в воздухе: [ \frac{\lambda{\text{вода}}}{\lambda{\text{воздух}}} = \frac{\frac{v{\text{вода}}}{f}}{\frac{v{\text{воздух}}}{f}} = \frac{v{\text{вода}}}{v{\text{воздух}}} ]

6. Подставим значения скоростей: [ \frac{\lambda{\text{вода}}}{\lambda{\text{воздух}}} = \frac{1500 \ \text{м/с}}{340 \ \text{м/с}} \approx 4.41 ]

Вывод: Длина волны звука при переходе из воздуха в воду увеличивается примерно в 4.41 раза. Это связано с тем, что скорость звука в воде значительно выше, чем в воздухе, при неизменной частоте звуковой волны.

При переходе звука из воздуха в воду, его скорость увеличивается. По формуле скорость звука = частота звука * длина волны, можно сделать вывод, что при увеличении скорости звука в воде, длина волны также увеличится.

Для того, чтобы найти изменение длины волны при переходе из воздуха в воду, можно использовать формулу:

v1/λ1 = v2/λ2,

где v1 - скорость звука в воздухе, λ1 - длина волны в воздухе, v2 - скорость звука в воде, λ2 - длина волны в воде.

Подставляем известные значения:

340м/с / λ1 = 1500м/с / λ2.

Отсюда можно найти λ2:

λ2 = λ1 (1500м/с / 340м/с) = λ1 4.41.

Таким образом, при распространении звуковых колебаний из воздуха в воду, длина волны увеличится примерно в 4.41 раза.

При переходе из воздуха в воду скорость звука увеличивается, поэтому длина волны звука уменьшается.

Решение: Для расчета изменения длины волны в воде можно использовать формулу: v = f * λ, где v - скорость звука, f - частота звука, λ - длина волны.

Пусть частота звука остается постоянной при переходе из воздуха в воду. Тогда: 340м/с λ(воздух) = 1500м/с λ(вода), λ(вода) = (340м/с λ(воздух)) / 1500м/с, λ(вода) = 0.2267 λ(воздух).

Таким образом, длина волны звука в воде будет составлять примерно 22.67% от длины волны звука в воздухе.