Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, почему у басовых труб органа длины большие, а у труб с высокими тонами — маленькие. Органная труба открыта с обоих концов и звучит при продувании через нее потока воздуха.
💡 Пошаговый разбор и решение:
1. Громкий звук бывает, когда на выходе из органной трубы устанавливается пучность стоячей волны, так как вблизи пучности колебания воздуха происходят с максимальной амплитудой, а амплитуда определяет громкость звука.
2. Поскольку труба открыта с обоих концов, то пучность также должна устанавливаться и на входе трубы.
3. Поэтому для наиболее громкого звучания минимальная длина трубы должна быть равна половине длины волны — при этом посередине трубы находится узел стоячей волны, а на ее концах - две пучности.
4. Звуки низкой частоты $v$ (басы) соответствуют большим длинам волн, а высокой частоты — маленьким длинам волн, поскольку длина волны $\lambda = \frac{V}{v}$ а скорость звука V не зависит от его частоты.
5. Таким образом, размеры трубы пропорциональны длине волны звука: чем частота звука ниже, тем длина трубы больше, и наоборот.
2. Поскольку труба открыта с обоих концов, то пучность также должна устанавливаться и на входе трубы.
3. Поэтому для наиболее громкого звучания минимальная длина трубы должна быть равна половине длины волны — при этом посередине трубы находится узел стоячей волны, а на ее концах - две пучности.
4. Звуки низкой частоты $v$ (басы) соответствуют большим длинам волн, а высокой частоты — маленьким длинам волн, поскольку длина волны $\lambda = \frac{V}{v}$ а скорость звука V не зависит от его частоты.
5. Таким образом, размеры трубы пропорциональны длине волны звука: чем частота звука ниже, тем длина трубы больше, и наоборот.
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 167019 • Задание №6
[рис.] На рисунке представлен график зависимости координаты х от времени t для тела, движущегося вдоль оси Ох....
ID 107293 • Задание №21
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 29 °C на стенке стакана с холодной водой нач...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае п. 1-5) и исчерпывающие верные рассуждения с указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае - установление стоячей волны в органной трубе, связь амплитуды колебаний воздуха с громкостью звука, а также формулы для связи длины волны и частоты звука). | 3
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, и дано правильное объяснение, но содержится один из следующих недостатков.
В представленных записях содержатся лишь общие рассуждения без привязки к конкретной ситуации задачи.
ИЛИ
Рассуждения, приводящие к ответу, представлены не в полном объеме, или в них содержатся логические недочеты. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Указаны не все необходимые явления и физические законы, даже если дан правильный ответ на вопрос задания.
ИЛИ
Указаны все необходимые явления и физические законы, но в некоторых из них допущена ошибка, даже если дан правильный ответ на вопрос задания.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае п. 1-5) и исчерпывающие верные рассуждения с указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае - установление стоячей волны в органной трубе, связь амплитуды колебаний воздуха с громкостью звука, а также формулы для связи длины волны и частоты звука). | 3
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, и дано правильное объяснение, но содержится один из следующих недостатков.
В представленных записях содержатся лишь общие рассуждения без привязки к конкретной ситуации задачи.
ИЛИ
Рассуждения, приводящие к ответу, представлены не в полном объеме, или в них содержатся логические недочеты. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Указаны не все необходимые явления и физические законы, даже если дан правильный ответ на вопрос задания.
ИЛИ
Указаны все необходимые явления и физические законы, но в некоторых из них допущена ошибка, даже если дан правильный ответ на вопрос задания.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №21 по предмету Физика:
ID 107284
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 23 °C на стенке стакана с хол...
ID 107285
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате $25 градусовС$ на стенке стак...
ID 107286
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 29 °C на стенке стакана с хол...
ID 107287
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате $25 градусов С$ на стенке ста...
ID 107288
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате $29 градусовС$ на стенке стак...