ЕГЭ 2024. Физика. Отличный результат. Колебания. Задача 6.19

[Александр Сакович]

6.19 (7.27). На демонстрационном столе в кабинете физики стоят камертон на 440 Гц и аквариум с водой. Учитель ударяет молоточком по ножке камертона.

Как изменятся скорость звуковой волны и частота колебаний при переходе звука из воздуха в воду?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится, 2) уменьшится, 3) не изменится.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).

[Александр Сакович]

Анализ условия. 1) По условию звук частотой 440 Гц переходит из воздуха в воду. Плотность воды больше, чем у воздуха, поэтому плотность ρ среды увеличивается.
Теория. 1) Звук — это механическая волна, скорость υ распространения которых зависит от плотности среды: чем больше плотность — тем скорость распространения механических волн в ней выше.
2) При переходе волны из одной среды в другую её частота ν и период T не изменяются.

Определим, как изменятся скорость υ звуковой волны и частота ν колебаний при её переходе из одной среды в другую.

Решение. 1) Определим, как изменится скорость υ звуковой волны при её переходе из одной среды в другую.
По условию плотность ρ среды увеличивается (см. анализ условия), следовательно, скорость υ звуковой волны при переходе так же увеличится (см. теорию пункт 1).
Это соответствует изменению № 1.

2) Определим, как изменится частота ν колебаний звуковой волны при её переходе из одной среды в другую.
Частота ν колебаний звуковой волны при её переходе в другую среду не изменится (см. теорию пункт 2).
Это соответствует изменению № 3.
Ответ: 13.